Halaman 1

Copyright 2011, AADEMakalah ini disiapkan untuk presentasi di AADE Conference 2011 National Technical dan Pameran diadakan di Hilton Houston North Hotel, Houston, Texas, April 12-14, 2011. Konferensi ini adalahdisponsori oleh American Association of Drilling Engineers.Informasi yang disajikan dalam makalah ini tidak mencerminkan posisi, klaim atau pengesahan dibuat atau tersirat oleh American Association ofPengeboran Insinyur, pejabat atau anggota mereka.Pertanyaan tentang isi makalah ini harus diarahkan kepada individu (s) terdaftar sebagai penulis (s) dari pekerjaan ini.AbstrakSejak diperkenalkan di akhir 1930-an, tidak beraircairan pengeboran (NADF) telah membaik, dan untukyang terakhir tiga dekade NADF umumnya telah disukaijenis cairan untuk pengeboran melalui formasi masalah, terima kasihsebagian untuk pengenalan berbasis sintetik cairan dua puluhbertahun-tahun lalu.Revolusi dalam teknologi NADF belumtanpa tantangan, namun, seperti kompleksitas pengeboranoperasi telah berkembang sangat besar, dan lingkunganperaturan telah tumbuh semakin ketat.Masa lalu,ketika dangkal sumur tanah vertikal adalah norma, pengebordifokuskan pada menstabilkan serpih dan lubang pembersihan.Sekarang, pengeboransering melibatkan pembangunan lubang bor yang panjang danmenyimpang;mendalam dan panas;melalui habis atau abnormalzona tertekan;dan di air yang dalam.Tantangan barudiperlukan bahwa NADF ramah lingkungan, stabildan memiliki sifat lumpur yang diinginkan atas rentang yang luassuhu dan tekanan.Tantangan lain adalah bahwa NADFsemakin digunakan untuk waduk pengeboran, di mana potensipenurunan produktivitas baik - termasuk pembersihan danpenyelesaian - adalah sangat penting.New NADF telah dan akan terus dikembangkanuntuk menangani skenario pengeboran semakin sulit dan kompleks.Solusi untuk tantangan ini telah disertakan tidak hanya perubahandalam cairan dasar, tetapi juga internal yang fase polar, surfaktan,polimer dan koloid (dan sekarang sub-koloid) aditif.Dimakalah ini, kita membahas perubahan dalam komposisi dansifat NADF selama bertahun-tahun yang memungkinkan NADF untuktetap berada di garis depan industri cairan pengeboran.PengantarCairan berbasis minyak pengeboran atau lumpur (OBM) telah digunakanselama beberapa dekade.Sifat cairan ini dijelaskantempat lain.1-4OBM menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan berbasis air-cairan pengeboran atau lumpur (WBM), termasuk stabilisasilempung formasi, pelumasan tinggi, kurang korosi, berpotensi kurangkerusakan formasi, dan kemampuan untuk menangani sangat rendah dan sangatsuhu tinggi.Beberapa upaya awal yang digunakanladang minyak mentah yang tidak diobati komposisi pasti untuk mengebor danmenyelesaikan memproduksi formasi.4Kemudian, tanah liat ditambahkan untukviskositas untuk membersihkan lubang, dan sejumlah kecil asam lemakdilemparkan untuk memastikan pembasahan minyak stek dibor.5Dariawal yang sederhana, cairan pengeboran non-berair (NADF)teknologi telah maju ke "cairan desainer," yang biasanyaterdiri dari hidrokarbon sintetis baik ditandai sebagaicairan dasar atau fase kontinyu untuk NAF;polimer danliat mungkin organophilic untuk viskositas dan kontrol kehilangan cairan;fase polar internal aktivitas air yang ditentukan;dansurfaktan untuk mengemulsi fase polar serta minyak-basahstek dibor dan bahan pembobotan.Di sisi lain, OBM telah berpose signifikantantangan, termasuk biaya awal yang tinggi;kesehatan, keselamatan danlingkungan (HSE) kekhawatiran;ketidakcocokan denganelastomer;potensi tinggi untuk kehilangan sirkulasi;sensitivitas tinggitekanan dan temperatur;ketidakmampuan untuk mendeteksi tendangan gas;danefek yang tidak diinginkan pada beberapa alat logging.Banyak darimasalah, namun, telah ditangani dan bahkan dihilangkan ditahun-tahun sejak diperkenalkannya NADF.Dalam tulisan ini kami menjelaskan beberapa kemajuan yang memilikitelah dibuat untuk mengatasi tantangan ini.Cairan sintetisDalam industri fluida pengeboran, istilah "minyak" digunakan untukCairan dibuat dari penyulingan minyak bumi, sedangkanIstilah "sintetik" atau "cairan sintetis" dicadangkan untuk noncairan berair dibuat dari reaksi mendasarblok bangunan organik, seperti etilena atau metana.Bisa dibilang revolusi di NADF dimulai pada awal 1990-andengan munculnya cairan pengeboran berbasis sintetik (SBM).Itupendorong utama adalah biodegradasi dari sisa NADF padadibor stek.Meskipun OBM telah menunjukkan signifikanperbaikan sifat HSE seperti flash point dankonten aromatik, masalah HSE lainnya muncul yang sulit ataubahkan mustahil untukmemecahkan menggunakan minyak bumi yang diturunkanhidrokarbon.Perhatian utama adalah nasib stek dibor berminyak,terutama yang dibuang ke laut selama lepas pantaioperasi pengeboran.Sampling stek gundukan didasar laut mengungkapkan bahwa tidak hanya gundukan sendiri, tetapiwilayah luas di sekitar mereka, telah menjadi anoxic dandasarnya tanpa kehidupan.Sebuah dasar cairan yang akananaerob terurai mungkin memecahkan masalah ini.Itumencari cairan tersebut menyebabkan ester, dengan keyakinan bahwa mereka"Built-in oksigen" akan memungkinkan bahan-bahan untuk teruraitanpa bantuan oksigen terlarut.Nabati dan hewani minyak - banyak dari mereka ester alami -yang mencoba tetapi gagal untuk memenuhi kinerja dan / atau HSEstandar.Namun, ester dibuat dari lemak alamiAsam dan alkohol, menunjukkan jauh lebih menjanjikan, danmenjadi komersial pertama cairan "sintetik".Sintetis lainnyaAADE-11-NTCE-33Revolusi di Non-berair Drilling FluidsFrederick B. Growcock dan Arvind D. Patel, MI Swaco

Halaman 2

2Frederick B. Growcock dan Arvind D. PatelAADE-11-NTCE-33cairan segera diikuti, termasuk asetal, alkilbenzena danbermacam-macam hidrokarbon alifatik yang berasal dari etilena.Hari cairan sintetis yang paling umum digunakan adalah internalolefin dengan panjang rantai karbon C16-C18.BiayaBiaya cairan non-berair (NAF) yang digunakan untukmembangun NADF selalu lebih tinggi dari air.Memang, ketika cairan sintetis dikembangkan sebagai penggantiuntuk minyak dalam operasi lepas pantai untuk memungkinkan debit langsungstek ke laut, cairan pengeboran awal biaya lebih daridua kali lipat.Namun, NADF biasanya menyewa, sehinggaOperator hanya membayar untuk kehilangan cairan sisa pada stek, kerugiandownhole (terutama melalui kehilangan sirkulasi) dan sewa daricairan kembali ke perusahaan jasa untuk rekondisi danpenggunaan kembali.Selain itu, penggunaan NADF berbasis sintetik, seringdisebut SBM, tidak memerlukan koleksi mahal,transportasi dan pembuangan darat stek.Dengan demikian, untukpengeboran di reaktif, dalam dan / atau panas formasi, yang biasanyalebih efisien dengan NADF daripada dengan WBMs, biaya bersihmenggunakan SBM secara signifikan kurang dari WBMs, meskipun merekabiaya awal mungkin masih lebih tinggi.HSE IsuPindah ke cairan sintetis memiliki beberapa tambahanmanfaat, termasuk dampak lingkungan yang lebih rendah (toksisitas rendahuntuk kehidupan laut);tuangkan poin lebih rendah (lebih mudah untuk digunakan dalam dinginiklim);dan emisi uap lebih rendah dan lebih menyehatkan(Meningkatkan kesehatan dan keselamatan karena karsinogenisitas lebih rendah,tekanan uap rendah dan titik nyala lebih tinggi).Memasukkanair ke NADF untuk membuat cairan invert emulsi juga memilikimemberikan manfaat dalam semua hal ini, bersama dengan mengurangibiaya;umumnya rendah rasio Oil / Water (O / W) atauSintetis / Air (S / W), semakin besar manfaat ini.Sebuah sisi manfaat timbul dari perbedaan komposisisintetis vs minyak.Minyak mungkin berisi sejumlah besarsenyawa, tergantung pada sumber bahan danRincian distilasi, diesel misalnya musim panas (# 2) mengandung lebih dari200 jenis senyawa, dan ini bisa sangatvariabel.Namun, beberapa minyak mineral mungkin berisi dasarnyahanya satu jenis senyawa, meskipun berat molekuldistribusi mungkin luas.Cairan sintetis biasanya mengandungdasarnya hanya satu jenis senyawa dengan cukup sempitdistribusi berat molekul.Akibatnya, jauhmudah, umumnya, untuk mengontrol dan memonitor sintetis dari minyak dioperasi pengeboran.NADF telah berpose semua jenis masalah HSE karena merekapertama kali diperkenalkan.Mudah terbakar adalah yang terpentingawalnya, karena titik nyala minyak mentah dan diesel yangcukup rendah.Menambahkan air ke cairan membantu jauh dihal ini;ditemukan bahwa rasio O / W atau S / W lebih rendah dari80/20 tidak mendukung pembakaran.Penurunan fraksivolatil dan konten aromatik juga ditemukan untuk meningkatkan Flashpoin, dan sebagai bonus itu juga mengurangi bahaya yang berhubungan denganpenanganan cairan.Risiko lingkungan, bagaimanapun, telahyang paling sulit untuk mengelola, terutama karena debitPeraturan berbeda-beda begitu banyak geografis dan terusberubah.Peraturan lingkungan yang mengatur pembuangan umumberurusan dengan toksisitas (akut dan kronis) dan biodegradasi.Peraturan yang diberlakukan untuk debit di Laut Utara6beberapadari ketat.Memang, dalam melaksanakan sektor Inggris dari stekke laut hanya diperbolehkan jika NAF pada stek