Naslov
Povećanje stabilnosti kanala bušotine primjenom isplake s nanočesticama
(Improving Wellbore Stability Using Nanoparticle-Based Drilling Fluids)

Autori
Mijić, Petar

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Rudarsko-geološko-naftni fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
06.11

Godina
2020

Stranica
309

Mentor
Gaurina-Međimurec, Nediljka

Ključne riječi
nestabilnost kanala bušotine ; šejl ; nanočestice ; filtracijska svojstva ; bubrenje
(wellbore instability ; shale ; nanoparticles ; filtration properties ; swelling)

Sažetak
Najsloženiji problemi u tehnologiji izrade dubokih bušotina proizlaze iz narušene stabilnosti stijenki kanala bušotine zbog djelovanja različitih mehaničkih i fizikalno-kemijskih čimbenika. Nestabilnost kanala bušotine javlja se tijekom bušenja kroz različite stijene uključivo šejlove u kojima su pore nanodimenzija i iznose prosječno od 10 do 30 nm. Klasični aditivi na takvim stijenama ne mogu stvoriti kvalitetan isplačni oblog, ali se to može postići ukoliko se u isplaku dodaju nanočestice jer one mogu ući u pore šejlova, fizički ih čepiti te smanjiti prodor filtrata, a time i prijenos tlaka iz kanala bušotine. Na taj način postiže se očvršćavanje stijenki i povećava stabilost kanala bušotine. U okviru ovog doktorskog rada provedena su laboratorijska ispitivanja utjecaja veličine i koncentracije nanočestica SiO2 (veličine 8, 20, 60 i 80 nm), Al2O3 (veličine 20, 30 do 60 i 100 nm), TiO2 (veličina 30 do 50 nm) te Fe2O3 (veličine 20 do 30 nm i 50 nm) na sljedeća svojstva isplake: 1) gustoću, 2) reološka svojstva pri sobnoj temperaturi i temperaturi 50 °C, 3) API filtraciju, 4) debljinu isplačnog obloga, 5) PPT filtraciju odnosno sposobnost isplake s nanočesticama da čepi pore keramičkog diska pri diferencijalnim tlakovima od 34, 5 i 55 bar te temperaturi 88 °C, 6) mazivost isplake te 7) utjecaj isplake bez i s nanočesticama na bubrenje laboratorijski pripremljenih peleta. Ispitivanja su provedena u tri faze, a nanočestice su dodavane u 4 koncentracije: 0, 5, 1, 3 i 5 % mas. U prvoj fazi laboratorijskog ispitivanja utvrđen je utjecaj veličine i koncentracije nanočestica na svojstva 7 %-tne bentonitne suspenzije na temelju čega su odabrani oni tipvi, veličine i koncentracije nanočestica kod kojih je izmjereno da mogu povećati stabilnost kanala bušotine. U drugoj i trećoj fazi laboratorijskih ispitivanja s odabranim nanočesticama je utvrđen utjecaj veličine i koncentracije nanočestica na svojstva isplake složenijeg sastava koje bi mogle imati terensku primjenu. Na temelju provedenog laboratorijskog ispitivanja utvrđeno je da se dodavanjem nanočestica SiO2, veličine 8 i 20 nm u isplaku na bazi vode povećava stabilnost kanala bušotine, ali je najbolji rezultati postignut dodavanjem nanočestica veličine 8 nm u koncentraciji 5% mas. Osim toga, utvrđena je mogućnosti primjene isplake s nanočesticama u praksi za povećanje stabilnosti kanala bušotine te izradu kanala bušotine kroz naslage sklone bubrenju i zarušavanju.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Rudarstvo, nafta i geološko inženjerstvo

POVEZANOST RADA