ارزيابي عملكرد يك پايدارساز شيلي پايه آميني جديد در سيالات حفاري پايه آبي

Performance Evaluation of a Novel Amin-Based Shale Stabilizer in Water-Based Drilling Fluids

ناپايداري و ريزش ديواره‌ چاه در حين حفاري سازندهاي شيلي يكي از دردسرسازترين و هزينه‌برترين اتفاقاتي است كه مهندسان حفاري با آن مواجه هستند. از جمله تلاش‌هاي اوليه جهت كنترل اين ناپايداري‌ها، استفاده از افزودني‌هاي مناسب در سيالات حفاري پايه آبي مي‌باشد. پژوهش حاضر با هدف معرفي يك افزودني پايه آميني جديد با نام تالوآمين اتوكسيله، در سيالات حفاري و به منظور كاهش تورم و افزايش پايداري سازندهاي شيلي انجام گرفته است. خصوصيات بازدارندگي تورم شيلي تالوآمين اتوكسيله با استفاده از آزمون‌هاي مختلف با انواع شرايط محيطي متفاوت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه بنتونايت در محيط‌هاي حاوي تالوآمين اتوكسيله توانايي جذب آب و هيدارته شدن را ندارد، و همچين تالوآمين اتوكسيله سبب كاهش تورم ذرات بنتونايت و مانع متلاشي شدن كنده‌هاي حفاري در محيط‌هاي آبي خواهد شد. از طرف ديگر، تالوآمين اتوكسيله داراي عملكرد قابل مقايسه در برابر پتاسيم كلرايد به عنوان يك پايدارساز شيلي رايج در صنعت حفاري مي‌باشد. تالوآمين اتوكسيله همچنين سازگاري مناسبي با ديگر افزايه‌هاي رايج در سيالات حفاري دارد. در ساختار تالوآمين گروه‌هاي آميني وجود دارد كه توانايي برقراري پيوندهاي هيدروژني با سطح صفحات ذرات بنتونايت را دارند كه منجر به كاهش ميزان جذب آب بر اين سطوح گرديده است كه در نهايت سبب كاهش در ميزان تورم ذرات بنتونايت مي‌گردد.

Wellbore instability during the drilling of shale formation is the most troublesome and the costly issue facing drilling engineers. Early attempts to control these instabilities are the usage of appropriate additives in water based drilling fluids. This study aims to introduce a new water-based drilling fluid amine-based additive called tallow amine ethoxylate in order to hydration decrease and stability increase of shale formation. Shale hydration Inhibition performance of tallow amine ethoxylate was investigated through different experiments under various experimental conditions. The results showed that bentonite particles are not capable of being hydrated or dispersed in the mediums containing tallow amine ethoxylate, and also tallow amine ethoxylate had comparable and competitive inhibition performance with potassium chloride as a common shale stabilizer in drilling industry. Tallow amine ethoxylate is also compatible with other common drilling fluid additives. Some functional groups exist in tallow amine ethoxylate which are capable of forming hydrogen bonding with surfaces of bentonite particles, leading to decrease of water adsorption on bentonite particles’ surfaces which results in bentonite swelling reduction.