Investigation of the Effects on Rheological and Filtration Properties of Water-Based Drilling Mud of Boron Minerals: An Experimental Study

Abstract

ÖzThe aim of this study is to determine the effect on the rheological and filtration properties of water based drilling fluid of boron minerals. For this purpose, water-based drilling mud was prepared and borax (Na2B4O7.10H2O) with a particle size of 45 μm, ulexite (NaCaB5O9.8H2O) with a particle size of 75 μm and colemanite (Ca2B6O11.5H2O) with a particle size of 100 μm with different concentrations 1-5 (% w/v) are separately added. The characterization of borax, uleksite and colemanite are examined using X-ray fluorescence spectrometer (XRF). The rheological properties such as apparent viscosity, plastic viscosity, yield point and gel strength of the developed mud systems adding boron minerals were determined with a FANN viscometer. The filtration properties were examined using an API Filter Press. All physical measurements were carried out according to the American Petroleum Institute (API) standards. Borax, ulexite and colemanite added (1-5% w/v) drilling muds rheological and filtration properties then compared to each other and the additive free water based drilling mud. The rheological and filtration properties of the developed mud systems are compared to original (additive free) mud system and with each other respectively. It is observed that boron additives improve the rheological properties of the drilling mud. Borax and colemanite have a better effect compared to ulexite. Filtration properties such as filtrate loss and filter cake thickness are increased compared to the original mud system but still in the reference value range and can be implemented to drilling operations.

Reuse of Flowback Water from Hydraulic Fracturing for Drilling Mud Preparation and Secondary Hydrocarbon Recovery

“…Boron needs to be removed from flowback before its possible reuse as "frac water" [51]. On the other hand Ozkan and Kaplan [52] observed that boron additives improve the rheological properties of the drilling mud and only slightly hinder its filtration properties.…”

İki Farklı Polimerin Sondaj Çamuru Özellikleri Üzerine Etkileri

“…Çamur yoğunlukları, ilgili API standardı uyarınca Fann 140 Çamur Terazisi kullanılarak belirlenmiştir. Görünür viskozite (μa), plastik viskozite (μp) ve akma noktası (τy) gibi reolojik özellikler, Fann 280 Döner Viskozimetre ile 300 ve 600 devir/dakika değerlerinde gerçekleştirilen viskozite ölçümlerinden (θ300 ve θ600) aşağıdaki eşitlikler yardımıyla hesaplanmıştır (Özkan & Kaplan, 2019).…”

“…Katkısız çamurlar için elde edilen genel sonuçlar, kullanılan numunenin ilgili API standardına göre %6 katı içeriği için OCMA kalite bir bentonitte aranan tüm spesifikasyonları sağladığını göstermiştir. Bununla birlikte, plastik viskozite alt limiti için bazı kaynaklarda verilen 7 ve 10 cp değerleri, %6 bentonit içeriği için karşılanamamaktadır (Çinku, 2008;Özkan & Kaplan, 2019). Diğer bir deyişle, numunenin pratikte polimer katkısız olarak kullanımının zor olduğu söylenebilir.…”

“…Akma noktasının plastik viskoziteye oranı ve su kaybı değerleri, her iki polimerin de test edilen tüm dozajları için karşılanmıştır. Ayrıca plastik viskozite ve akma noktası için istenilen sırasıyla en az 10 cp ve en çok 50 lbf/100 ft 2 sınır değerlerinin de sağlanması gerekmektedir (Çinku, 2008;Özkan & Kaplan, 2019). Bu nedenle, tüm sınır değerlerin karşılandığı minimum polimer dozajı her ikisi için de 1,5 kg/m 3 olarak belirlenmiştir.…”

Al2O3 Nanopartikülleri İçeren Çok Duvarlı Karbon Nanotüpler Kullanılarak Su Bazlı Sondaj Çamurlarının Reolojik ve Filtrasyon Özelliklerinin Geliştirilmesinde Yenilikçi Bir Yaklaşım: Deneysel Araştırma

“…Sondaj operasyonlarını sıkıntısız bir şekilde tamamlamak ve maliyetini düşürmek için, sondaj çamurlarının reolojik ve filtrasyon özelliklerinin geliştirilmesine yönelik çalışmalar her geçen gün artarak devam etmektedir. Özellikle nano ve mikro boyutlu malzemeler eklenerek sondaj çamurlarının özelliklerinin daha da iyileştirilmesi hedeflenmektedir [6][7][8][9][10]. Nano boyutlu malzemeler 1-100 nm boyutunda olup oldukça geniş yüzey alanına sahip olmasından dolayı kuyu stabilitesini arttırarak delme işlemini kolaylaştırmak, açığa çıkan kırıntıların rahat bir şekilde yüzeye taşınması sağlamak, filtrasyon kaybını ve kek kalınlığını azaltmak gibi birçok sondaj sorununun çözülmesinde önemli katkıda bulunmaktadırlar [11][12][13][14][15][16][17][18][19][20].…”