کارایی پلی‌آکریل آمید آبکافت شده جزئی در سیالات حفاری پایه آبی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه صنعت نفت

چکیده

بهبود خواص سیال حفاری به عنوان یکی از پارامترهای مهم در افزایش بازده عملیات حفاری همواره مورد توجه بوده است. یکی از راه‌های بهبود خواص سیال حفاری، استفاده از پلیمرهای جدید و کارآمد در ترکیب سیال حفاری است. در این پژوهش، عملکرد پلی‌آکریل آمید آبکافت شده جزئی (PHPA) بررسی شده است. این پلیمر به تازگی وارد صنعت حفاری کشور شده ولی متاسفانه درباره عملکرد فنی آن اطلاعات جامعی وجود ندارد. شرکت‌های مصرف‌کننده در کنترل کیفی و نحوه به‌کارگیری این ماده  برای فرمول‌بندی و طراحی سیال حفاری در شرایط عملیاتی با مشکلاتی مواجه‌اند. بدین منظور، خواص گرانرو‌سازی و کنترل‌کنندگی از دست رفتن سیال و شیل‌ها با استفاده از این پلیمر با الویت شرایط حفاری چاه‌های عملیاتی کشور ارزیابی شده و در ادامه اثر دما، آلاینده‌های نمکی همچون نمک سدیم کلرید، کلسیم و منیزیم و همچنین تغییرات pH که از عمده‌ترین شاخص‌های آلودگی محسوب می‌شوند، بر خواص سیال پلیمری بررسی شده است. نتایج به‌دست آمده از آزمون‌ها نشان می‌‌دهد، پلیمر PHPA ضمن افزایش و بهبود خواص رئولوژیکی سیال حفاری، در کاهش از دست رفتن سیال نیز نقش بسزائی ایفا می‌کند. همچنین، این پلیمر در تقابل با آلاینده نمک سدیم کلرید از مقاومت قابل قبولی برخوردار است، ولی کارایی آن در برابر آلاینده‌هایی همچون یون‌های کلسیم و منیزیم (نمک‌های کلرید کلسیم و منیزیم) کاهش می‌یابد. آزمون‌های گرمایی در دماهای مختلف نشان می‌دهد، پلیمر PHPA‌ پایداری گرمایی زیاد تا دمای ۱۵۰درجه سانتی گراد دارد. همچنین، این پلیمر خاصیت بازدارندگی شیل بنتونیتی موجود در سیال را بهبود داده و با سازوکار کپسول‌کنندگی به عنوان عمده‌ترین شاخصه این پلیمر از پخش‌شدن خرده‌های حفاری شیلی به درون سامانه سیال حفاری جلوگیری می‌کند و مانع از تغییر خواص سیال می‌شود. 

عنوان مقاله [English]

Performance of Partially-Hydrolyzed Polyacrylamide in Water Based Drilling Fluids

نویسندگان [English]

  • Ali Reza Nasiri*
  • Majid Valizadeh
چکیده [English]

Fluid properties with constant improvement in efficiency have been noticeable as important criteria in drilling operation. The main drilling fluid properties highly depend on utilization of new polymers with high efficiency in drilling fluid composition. In this paper, the performance of a new polymer, called partially hydrolyzed polyacrylamide polymer (PHPA), is studied which has recently entered the drilling fluids industry in Iran. Hence viscosity property, fluid loss control and shale inhibition of this polymer have been evaluated based on an international standard method of API-13-I by considering the drilling and operational priorities of the
country. Then the thermal effect, salt contaminants such as sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride and pH tolerance effect as major pollution indicators are also investigated in relation to polymeric fluid properties. The results obtained by the tests show that furthermore polymer PHPA increases rheological properties (apparent viscosity, plastic fluidity and yield point) and it plays important role in increases in fluid loss. This polymer has also demonstrated acceptable resistance toward sodium chloride contaminants, but its efficiency decreases toward calcium and magnesium ion contaminants. The thermal tests show that polymer PHPA has high thermal stability up to 150°C. This polymer improves shale inhibition property and by encapsulation mechanism prevents dispersion of shale cuttings into the drilling fluid system as it stops any changes in fluid properties which will finally results in
wellbore stability.

کلیدواژه‌ها [English]

  • drilling fluid
  • polyacrylamide
  • mud contaminant
  • fluid loss
  • shale recovery