Sfida:

La contaminazione del sistema di fanghi di perforazione può essere dovuta a una qualsiasi delle seguenti fonti: materiali provenienti dalla formazione, degrado termico delle sostanze organiche nel fango, oppure aerazione o trattamento eccessivo in superficie. Generalmente i sistemi di fanghi a base di acqua, se confrontati con i sistemi di fanghi non acquosi, sono quelli più soggetti a contaminazione. I fanghi convenzionali a base di acqua viscosizzati con argilla di bentonite sono solitamente più suscettibili rispetto ai fanghi a base di acqua dalle elevate prestazioni.

Eventuali cambiamenti nelle proprietà dei fanghi indicano una contaminazione. In un sistema di fanghi di perforazione ideale, supponendo che la condizione del foro sia stabile, le proprietà del fango di perforazione quali densità, viscosità e filtraggio non dovrebbero cambiare durante l'operazione di trivellazione. Tuttavia, in realtà, ciò non accade mai. Sul campo, alcune proprietà dei fanghi di perforazione cambiano anche se le condizioni del foro sono stabili.

Diversi tipi di contaminazione hanno diversi effetti e conseguenze:

  1. I solidi trivellati, i contaminanti più comuni presenti nei fanghi di perforazione, sono indicati da un aumento nelle reologie e quantificati dall'Mbt.
  2. Anidrite e gesso sono CaSo4 anidro e idrato. Gli ioni di calcio si solubilizzano nel fango di perforazione, flocculando argille nel sistema.
  3. Anche il cemento rilascia ioni di calcio nel fango di perforazione. La trivellazione di pozzi richiede che venga sistemato cemento di perforazione dopo ciascuna carcassa o liner.
  4. I flussi di acqua salata e le formazioni di sale, che comprendono calotte saline, montanti di sale, massicci complessi di evaporati, flocculano il sistema, abbassano il pH e modificano le proprietà dei fluidi.
  5. Carbonati e bicarbonati flocculano solidi reattivi. Fonti di contaminazione comprendono Co2 (dalla formazione, acqua della formazione, aerazione in superficie), eccessivo trattamento con bicarbonato e cenere di soda (per gesso o cemento), degrado termico di additivi organici e barite o bentonite contaminate. La proporzione dei carbonati rispetto ai bicarbonati è una funzione del pH. La contaminazione è indicata da un più rapido aumento dell'Mf rispetto al Pf, un aumento del limite di snervamento (Yp) e da una progressiva resistenza del gel.
  6. L'acido solfidrico (H2S) è letale se inalato. È indicato da una diminuzione del pH e da cambiamenti nelle proprietà dei fanghi. Mantenendo un pH elevato si converte l'H2S in solfuri, che vengono solubilizzati. Tuttavia, un altro influsso di gas acidi può far abbassare il pH e ritrasformare i solfuri in H2S. Nel tempo, i solfuri corrodono il tubo di sondaggio, causando incrinature da sollecitazioni da solfuro.

Solutions:

In fanghi convenzionali a base di acqua, il trattamento necessario per minimizzare ed evitare problemi di trivellazione inizia con l'identificazione e la quantificazione della contaminazione. La Tabella 1A (schema di contaminazione) in Software per l'analisi della contaminazione dei fanghi di perforazione descrive i cambiamenti a livello delle proprietà dei fanghi per ciascun tipo di contaminazione. Il tecnico responsabile dei fanghi di perforazione impiega mezzi meccanici, chimici e metodologici per trattare la contaminazione.

Meccanici:

  • Alternando il controllo dei solidi e le attrezzature di mixaggio per una migliore rimozione dei solidi di trivellazione, ridotta aerazione

Chimici:

  • Eliminando il calcio in eccesso con bicarbonato e cenere di soda. Trattando carbonati e bicarbonati con calce e gesso.
  • Rimuovendo i solfuri o l'H2S con composti di zinco o altri additivi.
  • Mantenendo l'integrità dei tagli con inibitori dello scisto per il massimo della rimozione dei solidi a livello degli schermi dell'agitatore.

Metodologici:

  • Tramite la prevenzione o il controllo dell'allargamento del foro trivellando al tempo stesso attraverso il sale aumentando la concentrazione di sale fino alla saturazione o al livello immediatamente inferiore alla saturazione.
  • Migliorando il controllo qualità
  • Tramite la conversione o il passaggio a un sistema di fanghi alternativo (tollerante al sale, privo di argilla, termicamente stabile, ecc.)

Mitigare gli effetti dei contaminanti utilizzando fanghi di perforazione a base di acqua è un'opzione possibile grazie alla moderna tecnologia dei fanghi. Il sistema Evolution di Newpark, a base di acqua e dalle elevate prestazioni, è stato concepito per resistere ai contaminanti. Il sistema è privo di argilla, cosa che riduce la quantità di solidi reattivi in soluzione e aumenta la tolleranza alla Co2 (carbonati/bicarbonati) e al calcio (cemento, gesso, ecc.). Il sistema fa affidamento su un set di viscosizzanti polimerici con una resistenza alla contaminazione e una stabilità termica variabili.

Personalizzando il sistema Evolution in base ai contaminanti previsti con nuovi e migliorati prodotti si creano le soluzioni versatili e uniche necessarie per i pozzi un tempo difficili. Un'ampia varietà di scelta tra nuovi prodotti rende questi nuovi sistemi capaci di essere formulati per le problematiche specifiche di ciascun pozzo.

Software per l’analisi della contaminazione dei fanghi di perforazione: L'applicazione stessa di fango di perforazione lo rende un obiettivo naturale per i contaminanti, siano essi provenienti dalla superficie o da fondo pozzo. Le procedure volte a neutralizzare i contaminanti o a mitigarne gli effetti devono necessariamente avere inizio con la loro identificazione e quantificazione. La precisa identificazione della presenza di un contaminante in un fango di perforazione a base di acqua richiede un'analisi approfondita delle proprietà fisiche, reologiche e chimiche del fango stesso e la comprensione delle tendenze e dei cambiamenti di tali proprietà.