Study of Cross-linked Polymer Gel Systems for potential use as Loss Prevention Agents

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

At the core of any drilling operation lies the drilling fluid. This vital fluid is circulatedthrough the drill string into the wellbore during drilling of an oil or gas well. The drillingfluid serves the basic function of removing the drill cuttings and maintaining the boreholehydrostatic pressure. During the drilling operation whenever weak, fractured,unconsolidated or low pressured zones are encountered, there is an appreciable loss ofthis drilling fluid. This fluid loss or loss circulation is a major drilling problem as itresults in not only drilling fluid loss and drilling operation interruption but it also adds upto the total drilling cost of the operation.In order to counter this problem and to ensure a smooth operation, Loss CirculationMaterials (LCMs) are used. Various LCMs have been designed and are being used in theindustry. With better understanding of loss inducing zones and advancements in materialsciences, new LCMs are appearing in the limelight.Amongst the various loss prevention techniques; one is the use of cross-linking polymersthat would enter the thief zone, form a strong gel and seal the loss inducing formation.This LCM should be strong enough to withstand the hydrostatic pressure and bethermally stable as per the formation conditions.In this work various polymer based gel forming systems were studied for their possibleuse as a loss preventive and sealing agent. This work highlights the rheological studiesconducted in the laboratory to study the strength and stability of the LCMs for theirpotential use in overcoming the loss circulation problem.In this thesis, gels of polyacrylamide based polymers and polyethylenimine wereprepared and studied. At optimum concentrations stable gels were obtained. The gelscomposed of the highest polymer/crosslinker concentration proved to be strong and stablein relation to time and temperature. This was reflected in both the rheology anddifferential scanning calorimetric tests. HPAM/PEI (3/1.2) and A130/PEI (2/1.2) werethe two systems that gave the best results. At 100% solution to gel conversion wasattained for the systems in nearly three and a half hours of total ageing time at 100oCisothermal condition. Both systems when aged at 100oC for 24 hours showed an almost400% increase in gel strength than that of the base polymer at the angular frequency of 10rad/s. Ageing at 120oC for 1 day resulted in greater enhancement. The HPAM/PEI (3/1.2)system experienced a 2935% increase in its storage modulus value, while the A130/PEI(2/1.2) system showed a 603% increase in relation to that of the respective basepolymers. The gelants at this concentration were tested in a see through flow setup andwere found to be able to prevent mud losses till the pressure difference of 150 psi acrossa 300 D porous media. Gel of polyacrylamide and phenol-formaldehyde was synthesizedand its performance was also studied in the flow setup with reference to permeability andtime. It was found to be effective under certain conditions.In this work, the interaction of polymers with clays was also studied and interestingresults were obtained. This work also includes the study of the behavior of a polyacrylamide based thermoviscosifying polymer and its interaction with crosslinkers.The thermoviscosifying property of this polymer was found to be dependent on salinityand polymer concentration.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

edd9c2e8-ac65-4f3f-991d-ec1deb246eaf

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

948162_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

دراسة أنظمة البوليمرات المترابطة ولإمكانية أستخدامها كمواد منع فقدان موانع الحفر

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" Abdullah S. Sultan ","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"محمد دانش حشمت","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Study of Cross-linked Polymer Gel Systems for potential use as Loss Prevention Agents

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

الحفر ورأس الحفارة داخل البئر ومن ثم عبر الفراغ الحلقي بين أنابيب الحفر والبئر أثناء حفر أبار النفط والغاز. مائع الحفر يخدم الوظيفة الأساسية لإزالة فتات الصخور الناتج من عميلة الحفر والمحافظة علي الضغط الهيدروليكي داخل البئر. أثناء عملية الحفر كلما ظهرت طبقات هشه، تحتوي علي شقوق، أو غير صلبه أو ذات ضغط منخفض ، هنالك عبر تلك الطبقات يحدث فقدان ملموس في موائع الحفر. هذه الخسارة أو فقدان موائع الحفر المهمة تمثل أحدي مشاكل الحفر الأساسية، ليس فقط الخسارة الناتجه عن فقدان كميات من موائع الحفر وأنقطاع الحفر لفترات طويلة ولكن أيضا وتمثل تكاليف أضافية الى تكلفة عمليةالحفر الإجمالية.من أجل مواجهة هذه المشكلة وضمان إستقرار عملية الحفر ، تستخدم مواد لمنع فقدان موائع الحفر. وقد تم تصميم وإستخدام أنواع مختلفه منها في هذه الصناعة. والآن مع فهم أفضل لعوامل فقدان الموائع في الطبقات والتطور في علم المواد, نتيجة لهذا التطور ظهرت مواد جديدة لمنع فقدان الموائع زات فعالية في نطاقات وظروف حفر أكبر. بين مختلف التقنيات المستخدمة لمنع فقدان الموائع, يتم إستخدام البوليمرات المترابطة التي يتم أدخالها للطبقة التي تتعرض لفقدان الموائع. ، ومن ثم تقوم علي تشكيل مادة هلامية قوية وأغلاق هذه الطبقات. وينبغي أن تكون هذه المواد قوية بما يكفي لتحمل الضغط الهيدروستاتيكي وأن تكون مستقرة حراريا وفقا للشروط تكوينها.في هذا البحث تم دراسة عدة انظمة مكونة من البوليمر التي تكون هذه المواد الهلامية, من حيث أمكانية التشكيل واستخدامها كمادة تمنع فقدان موائع الحفر وإحكام أغلاق الطبقات المعرضة للفقدان. في هذا العمل تم تسليط الضوء على الدراسات علي الخواض الجريانية التي أجريت في المعمل لدراسة قوة واستقرار هذه المواد لتقييم أمكانية أستخدامها للتغلب علي مشاكل قدان دورة مائع الحفر.في الهذا البحث جل ناتج من تفاعل بولي اكريلي مايد و بولي اثيلين امين تم تحضيره ودراسته . جل ذوثباتية تم التحصل عليه عند التركيز المناسب. الجل الناتج من اعلى تركيز لالبوليمر والرابط البوليمري وجد انها تكون جل ذو قوة وثباتية مع الوقت و الحرارة. هذه المشاهدة تم التحصل عليها من كلى اختباري خواص المواد الحركية و المسح التفاضلي الكالوري. الخليطان (1.2/2) A130/PEIو (1.2/3)HPAM/PEI حققا افضل النتائج. 100% من الخليط تحول الي جل عند مضي ثلاث ساعات و نصف من الزمن الكلي الذي ياخذه الجل ليتكون عند درجة حرارة ثابته (oC 100). كلى الخليطان عند ما درسا عند oC100 لمدة 24 ساعة تم التحصل على 400% زيادة في قوة الجل اكثر من الذي تم ملاحظته بنسبة لنظام البوليمر الاساسي عند تردد زاوي (10راد/ثانية). تحسن ملحوظ تم التحصل عليه عند تكوين الجل عند oC120 لمدة يوم. الخليط (1.2/3) HPAM/PEI اظهرزيادة بمقدار 2935% في قيمة معامل التخزين ، بينما (1.2/2) A130/PEIاظهر 603% مقارنة بالبوليمر الاساسي. الجلاتينات عند هذا التركيز تم اختبارها في جهاز لدراسة الجريان حيث وجد ان الخليط قادر على منع فقدان مائع الحفر حتى فرق ضغط psi150عبر الوسط الصخري 300D. جل البولي اكريلي مايد و الفينول فرومالدهايد تم تحضيره و دراسة اداءه من خلال النفاذية و الوقت باستخدام جهاز دراسة الجريان. قد وجد انه فعال عند توفرظروف محددة.في هذه الدراسة تم التحقيق في تفاعل البوليمرات مع الكلي. هذه البحث يشمل دراسة سلوك البولي اكريلي مايد المبني على اللزوجة الحرارية للبوليمر و تفاعله مع الرابط البوليمري. خاصية ا للزوجة الحرارية لهذا البوليمر وجد انها تعتمد على الملوحة وتركيز البوليمر.

إشراف وإعداد

الإشراف

Abdullah S. Sultan

الإعداد

محمد دانش حشمت

الاقتباسات الببليوغرافية