Fluidul de foraj

Fluidul de foraj

Un fluid de foraj bun , in conceptia modetrna de lucru , raspunde urmatoarelor cerinte de lucru :

indeplineste functiile principale cu cele mai bune efecte ;

nu depune detritusul in gaura de sonda ;

permite realizarea cercetarii prin geofizica de sonda ;

asigura respectarea regulilor privind toxicitatea , tehnica securitatii si prevenirea incendiilor ;

creeaza conditii favorabile reducerii costului consolidarii ;

limiteaza fenomenul coroziunii si oboseala prin coroziune .

Clasificarea fluidelor de foraj dupa densitate

Recomandari de corelare intre caracteristicile fizice si reologice pentru a considera un fluid corespunzator ( dupa I. Lari )

Vm = 34 * Υf , s

C = 16.6 * Yf , % , pentru Yf > 1.45 kgf / dmc.

Materiale ( aditivi ) pentru fluidele de foraj

In prezent exista foarte multe substante naturale ori sintetizate care se folosesc la prepararea si reglarea proprietatilor fluidelor de foraj . Ele pot fi clasificate dupa destinatie , desi multe au o actiune multipla .

Aplicabilitatea este determinata de tipul fluidului .

Argila ( cu constituientii de baza : siliciu , alumina , apa si cantitati apreciabile de cationi-sodiu , potasiu , calciu , magneziu si bariu ) , care se hidrateaza si disperseaza in apa sub forma de particule coloidale , trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii :

greutate specifica - maximum 2.5 - 2.6 , kgf / dmc ;

umiditate - maximum 25 % ;

nisip liber - maximum 10 % ;

pH - ul suspensiei de 4 % minimum 8 ;

Transgelul ( bentonita activata cu carbonat de sodiu 2 . 3 % , obtinuta prin schimb ionic din argile naturale ) , trebuie sa indeplineasca conditiile :

greutate specifica - maximum 2.5 kgf / dmc ;

umiditate - maximum 5 % ;

continut nisip liber - maximum 4 % ;

refuz pe sita de 0.15 - maxim 7 % ;

refuz pe sita de 0.06 - maxim 20 %.

Barita trebuie sa indeplineasca urmatoarele caracteristici :

continutul in SO4Ba - minimum 90 % ;

greutatea specifica - minimum 4 kgf / dmc ;

umiditatea - maximum 1 % ;

substante solubile - maximum 0.15 % ;

Principali agenti contaminanti ai fluidelor de foraj.

Clasificare site - mari : 8 . 17 mesh ( 6 - 42 ochiuri / cmp )

medii : 18 . 40 mesh ( 44 - 250 ochiuri / cmp )

fine : 50 . 80 mesh ( 400 - 1200 ochiuri / cmp )

foarte fine : peste 80 mesh ( peste 1200 ochiuri / cmp ).

Modificarea densitatii fluidelor de foraj

A.      Materiale de crestere a densitatii :

calcarul ( CaCO₃ ) : 2.65 . 2.90 kg / dmc ;

barita ( BaSO₄ ) : 90 . 4.40 kg / dmc ;

hematitul ( Fe₂O₃ ) : 4.90 . 5.30 kg / dmc ;

magnetitul ( Fe₃O₄ ) : 5.00 . 5.20 kg / dmc ;

B.      Materiale de micsorare a densitatii :

apa : 1.00 kg / dmc ;

motorina , titei : 0.85 kg / dmc ;

diverse fluide de dilutie folosite la fluidele speciale .

C.      Formule de calcul

pentru ingreuiere : M = ρ₃ ( ( ρ₂ - ρ₁ ) / ( ρ₃ - ρ₂ ) ) 1000 ; kg/mc ;

pentru usurare :    M = 1000 * ( ( ) ) ; l / mc ;

unde :    M = masa materialului adaugat la un m­c fluid de foraj , kg / mc ;

= densitatea initiala a fluidului de foraj , kg / dmc ;

= densitatea finala a fluidului de foraj , kg / dmc ;

= densitatea materialului de adaugat , kg / dmc ;

volumul fluidului de foraj dupa ingreunare : V_f = V_i + M_a / _a , l ;

volumul necesar pentru a prepara un anumit volum de fluid ingreunat :

V_i = V_f ( ) , mc ;

Fluide de foraj pentru saparea sondelor cu inclinari foarte mari sau orizontale ;

Fluid de foraj pe baza de apa cu biopolimeri tip xantan sau velan (asigura capacitate de transport prin realizarea unei limite de curgere minime de cca 25 lb / 100 ftp ) .

Fluidul poarta denumirea comerciala " FLO - PRO " sistem.

Acest fluid se caracterizeaza printr-o comportare vascoelastica (proprietati reologice foarte mari la viteze de forfecare aproape nule ) si pseudoplastica ( fluidizare prin forfecare ) .

Sistemele FLO - PRO au capacitate superioara de curatire a gaurii de sonda si de suspensie . Dintre avantajele principale se pot enumera :

micsorarea momentului la masa , a tinerilor pe gaura si a tendintelor de prindere ;

imbunatatirea hidraulicii ;

inlocuiri mai bune ale fluidului de catre ciment la operatiile de cimentare ;

Pentru prepararea sistemelor se poate utiliza apa dulce , apa de mare sau saramuri . Se recomanda utilizarea unei ape curate , filtrata daca este necesar . Nu se recomanda transformarea unui noroi deja preparat in sistem FLO - PRO .

La prepararea sistemelor pe baza de apa dulce sau sarata se recomanda adaugarea de KLA-CURE inainte de a adauga FLO-VIS . In continuare se adauga FLO-TROL si carbonat de calciu de anumite dimensiuni . Adaugarea se face sub amestecare pana la obtinerea unei suspensii omogene .

Compozitia generala a fluidului de foraj tip " FLO - PRO " sistem

Fluide pe baza de POLY - PLUS

Sistemele POLY-PLUS sunt proiectate sa asigure stabilizarea argilelor (inhibarea) si controlul vascozitatii in fluidele de foraj pe baza de apa. Aceste sisteme utilizeaza POLY-PLUS - ul ( un polimer cu masa moleculara mare ) care are multiple aplicatii si avantaje.

Sistemele POLY - PLUS au aplicabilitate in urmatoarele situatii :

Forajul cu solutii limpezi . POLY-PLUS se comporta ca un floculant total in fluidele fara bentonita , asigurind transportul detritusului la suprafata . Avantajele aplicarii sale in acest caz sunt un consum redus de polimer , viteza de avansare marita , eficienta sporita a sistemului de curatire si o stabilitate mai buna a gaurii de sonda.

Fluide nedispersate cu continut redus de solide , unde POLY-PLUS - ul este folosit in principal la imbunatatirea randamentului bentonitei . Avantajele acestei aplicari sunt un continut de solide redus , viteza de avansare ridicata , eficienta sporita a sistemului de curatire si minimizarea excavarii gaurii de sonda .

Sistemul real POLY - PLUS cu continut redus de solide se foloseste in principal pentru stabilizarea argilelor prin incapsulare . In acest sistem , concentratia de polimer activ ( POLY - PLUS ) se mentine in intervalul 1 - 2 ppb . La aceasta concentratie suprafetele anionice ale polimerului depasesc valoric suprafetele cationice libere ale bentonitei si argilelor forate ceea ce conduce la incapsularea argilelor reactive in interiorul noroiului si pe peretii gaurii de sonda . Indeplinirea acestei conditii de concentratie este deseori numita " mentinerea vascozitatii dincolo de varful maxim al acesteia ". Stabilitatea acestui tip de fluid de foraj depinde de mentinerea concentratiei de polimer in domeniul optim si de mentinerea procentului de solide usoare sub 6 % . In cazul in care concentratia de polimer devine prea mica sau continutul de solide devine prea ridicat , va fi necesara adaugarea de dispersanti anionici pentru stabilizarea reologiei . Folosirea dispersantilor reduce insa efectul de stabilizare a argilelor , deoarece suprafetele puternic anionice ale dispersantului le "concureaza" pe cele ale polimerului , reducand astfel fenomenul de incapsulare a argilelor . Densitatea maxima a acestui tip de fluid este de 12 - 13 ppg , datorita limitarii procentului de solide la valori care sa nu impuna folosirea dispersantilor.

Proprietati tipice    Produsi tipici Functia principala

Densitate - 8.8 - lb/gal 1. M-I BAR - crestere densit

Viscozitate Marsh - 32 - 45 sec 2. M-I GEL - viscozitate si filtrat

Viscoz . plastica    - 6 - 10 cps POLY-PLUS - inhibator , c gelatiilor

T. dinam de forfec - 10 - 20 lb/100s.ft 4. Soda caustica - pH , Pf

Gelatia initiala - 3 - 6 lb/100 sq.ft 5. POLYPAC - filtrat

Gelatia la 10 min. - 5 - 10 "" 6. DRISPAC - filtrat

pH - 8,5 - 10.0 7. SP - 101 - filtrat

Pf - 0.1 - 0.5 cm³ 8. Amidon - filtrat

Pm - 0.2 - 1 cm³ 9. Soda cxalcinata - controlul duritatii

Calciu - < 300 mg / l 10. XCD - vascozitate la viteze

Cloruri    - 0 - 5 % ( KCL ) reduse de forfecare

Filtrat    - conform situatiei

Solide    - 3 - 10 %

CEC - 12 - 20 lb / bbl

Flude dispersate , de tipul SPERSENE / XP - 20 . POLY - PLUS - ul poate suplimenta actiunea SPERSENE si XP - 20 de stabilizare a reologiei . Avantajele acestei aplicari include stabilizarea tensiunii dinamice de forfecare , consum redus de chimicale si o eficienta marita a sistemului de curatire . POLY-PLUS - ul reduce filtratul si grosimea turtei prin inhibare si incapsulare.

Proprietati tipice Produsi tipici Functia principala

Densitate - 9.6 - 16.5 lb/gal 1. M-I BAR sau - cresterea densitatii

Vascozitate Marsh    - ( 5 )*( DENS ) + FER - OX

Vascoz. Plastica    - 10 - 45 cps 2. M-I GEL - vascozitate si filtrat

T. dinam de forfec    - 8 - 30 lb/100 sq.ft POLY-PLUS - inhibare

Gelatie initiala    - 3 - 5 lb/100 sq.ft 4. Soda caustica - pH , Pf

Gelatie la 10 min    - 5 - 12 lb/100 sq.ft 5. Var - Pm

pH     - 9.5 - 11.0 6. SPERSENE - diluant si filtrat

Pf ( alkalinitate f.)    - 0.2 - 0.8 cm³ 7. XP - 20 - filtrat

Pm ( "" noroiului )    - 0.5 - 1.5 cm³ 8. TANNATHIN - filtrat

Calciu    - < 300 mg/l 9. RESINEX - filtrat

Cloruri - 0 - 5 % ( KCL ) 10. POLYPAC - filtrat

Filtrat    - conform situatiei 11. SP - 101 - filtrat

Solide    - 5* DENS - 28.5 12. XCD    - vascozitate la viteze

CEC ( solide u.) - 15 - 40 lb/bbl reduse de forfecare

1 SHALE CHEK    - stabilizare argile

Stabilizarea argilelor . POLY - PLUS - ul poate fi adaugat in orice fluid cu pH scazut , pe baza de apa dulce sau tratat cu KCl , pentru a reduce umflarea argilelor . POLY-PLUS - ul va reduce de asemenea torsiunea , tinerile pe gaura si mansonarea sapei si a stabilizatorilor.

Folosit in dopuri vascoase , poate imbunatati curatirea gaurii de sonda . POLY-PLUS - ul se foloseste pentru transportul detritusului la suprafata , precum si pentru a mentine detritusul de dimensiuni mari in suspensie atunci cand circulatia este oprita. Avantajul principal al acestei aplicari il reprezinta o viteza marita de avansare . POLY-PLUS - ul se poate adauga direct in haba de tragere sau in interiorul prajinii de foraj in momentul adaugarii bucatii de avansare.

Concentratii recomandate :

Produsul    Concentratia ( ppb )

M - I BAR sau FER - OX - 0 - 400

M - I GEL -10 - 15

Soda caustica - 0 - 0.5

POLY - PLUS    - 0.5 - 1.5

POLYPAC or    - 0 - 1.0

THERMPAC U.L.    - 0 - 1.5

SPERSEME    - 0 - 10

TANNATHIN sau XP - 20 - 0 - 10

RESINEX - 0 - 6

XCD - 0 - 0.5