مطالعه اثر سيال حفاري پايه آبي بر نمونه رس مونت موريلونايتي و بررسي تغييرات فيزيكي و شيميايي آن

Effects of water-based drilling fluid sample on clay in Montmorillonite and its physical and chemical changes

يكي از مشكلات اساسي حفاري چاه هاي نفت و گاز براي رسيدن به عمق هاي پايين تر در مناطق جنوب، حفاري سازند هاي شيلي است. بر اساس آمار، شيل ها حدود 75 درصد از بخش حفاري شده چاه هاي نفت و گاز در بردارند و تقريباَ باعث 90 درصد مشكلات مرتبط با ناپايداري چاه ها در حين عمليات حفاري مي شوند. اصولا شيل ها از كاني هاي رسي تشكبل شده اند و ظرفيت تبادل كاتيوني آنها دليل اصلي فعاليت كاني هاي رسي است كه هر چه بيشتر باشد واكنش بين سيال حفاري و سازند هاي حاوي كاني هاي رسي بيشتر شده و منجر به ناپايداري مي گردد. بستگي به خصوصيات شيميايي شيل، اين عمل مي تواند باعث تورم سريع يا پراكندگي شيل ها گردد. بنابراين، همواره با مشكلاتي مانند توپي شدن مته، پراكندگي كنده ها و گير كردن لوله در عمليات حفاري سازند هاي شيلي با آن مواجه مي شوند. در ابتدا سيالات حفاري پايه روغني جهت كنترل تورم و ناپايداري چاه معرفي شد اما به دليل آسيب هاي زيست محيطي و هزينه بر بودن اين سيالات محدوديت هايي براي استفاده از آنها ايجاد شد ، به همين دليل محققان به دنبال ساخت و معرفي سيالات پايه آبي مناسب به جهت رفع مشكلات شيل هستند. در اين مقاله سيال پايه آبي شيل دريل براي كنترل تورم و ناپايداري مورد بررسي قرار گرفته است. ابتدا ساختار كاني ها و درصد تركيب آنها در شيل مونت موريلونايت را مشخص كرده سپس تغيرات آنها را پس از تماس با سيال توسط دستگاه هاي SWELL METER، XRF ، XRD ، SEM-EDS بررسي شده.

One of the main problems of oil and gas wells to depths lower than in the south, drilling formations shale. According to statistics, about 75 percent of the shale drilling oil wells and gas contained and almost 90 percent of the problems associated with instability wells during drilling operations are unstable. . Basically, shale and clay minerals have been vacuole and cation exchange capacity of clay minerals activity is the main reason is that the more interaction between drilling fluids and formation containing more clay minerals is leading to instability. Depending on the chemical properties of shale, it can cause rapid swell or dispersion of the shale. So always with problems such as the bit balling, scattering off and stuck pipe in drilling operations in shale have encountered. The oil-based drilling fluids and borehole instability was introduced to control swell. However, due to environmental damage and cost of this fluid restriction for their use created. That s why researchers are looking for manufacturing and introduction of water-based fluids are suitable to solve the problems of shale. In this paper, water-based shale drilling fluid to control swell and instability is studied . The structure and composition of minerals in the shale Montmorillonite specify and then change them after contact with the fluid by devices SWELL METER, XRF, XRD, SEM-EDS examined.