امكان‌سنجي استفاده از ذرات ميكرو حباب‌هاي پايدار با خواص رئولوژي كنترل شده در حفاري مخازن كم فشار

The Feasibility Study of Using Stable Micro-bubbles Particles with Controlled Rheological Properties in Low Pressure Reservoirs Drilling

حفاری مخازن كم فشار، با مشكلات فنی و اقتصادی زیادی همراه است، به‌گونه‌ای كه توسعه این میادین را غیراقتصادی می‌نماید. یكی از عمده مشكلات حفاری این چاه‌ها، هرزروی‌های كنترل ناپذیر در شكاف‌ها می‌باشد. امروزه در تكنولوژی‌های نوین حفاری از میكروحباب‌های پایدار با قطر بین 10 تا µm 100 به‌همراه پلیمر جهت رفع این مشكل استفاده می‌گردد. خصوصیات منحصر به فرد سیال پایه آبی شامل میكروحباب، یك اتصال درونی الاستیك، سفت و غیر جامد در شبكه حفرات و شكستگی‌ها ایجاد می‌كند كه باعث می‌شود نفوذ عمقی با استفاده از حباب‌های ریز هوا به حداقل برسد. این انسداد میكرونی به سادگی با جریان معكوس مخزن، هنگامی كه تولید شروع می‌شود، شسته شده و از بین می‌رود و باعث كاهش هزینه‌های مربوط به فرآیندهای تحریك چاه می‌گردد. این سیالات غیر نیوتنی بوده و گرانروی ظاهری آنها در مقایسه با سیالات حفاری پایه آبی بیشتر است. رفتار آنها مشابه سیال حفاری شبه پلاستیك است و می‌توان آنها را با قانون توانی مدل كرد. نتایج تحقیقات در این مطالعه بر روی خصوصیات رئولوژیكی سیال پایه آبی شامل میكروحباب با غلظت‌های متفاوتی از پلیمر و سورفكتانت نشان می‌دهد كه با افزایش غلظت سورفكتانت، گرانروی میكروحباب‌ها و اندازه ریزحباب‌ها در صورت ثابت ماندن غلظت پلیمر افزایش می‌یابد. همچنین اندازه حباب‌ها با افزایش غلظت پلیمر در یك مقدار ثابت از سورفكتانت كاهش می‌یابد.  

Drilling low-pressure reservoirs is associated with economic and technical issues; thus the development of these fields has been non-profitable. One of the major drilling problems of these wells is the uncontrollable loss of mud in fractures. Nowadays, new drilling technologies use sustainable micro bubbles with diameters between 10 and 100 micrometers and polymer to solve this problem. Unique characteristics of micro bubbles in water-based mud forms an inner elastic, firm, and solid connection in pores and fractures, which minimizes the penetration of tiny air bubbles deep into the network. This is simply a micro blockage which is washed and goes away with a reverse flow when the production starts and this reduces the cost of the stimulation processes of the well. These are non-Newtonian fluids and their apparent viscosity is higher in comparison with the water-based mud. Their behavior is similar to pseudoplastic drilling fluids and they can be modeled with a power law model. This study investigated the rheological properties of micro bubbles drilling fluids with different concentrations of polymer and surfactants; it was shown that increasing the surfactant concentration increased the viscosity of micro bubbles and the size of bubbles at a fixed polymer concentration; also, the size of the bubbles was reduced by increasing polymer concentration at a fixed amount of surfactant