Fluidos de Perfuração e Completação

À medida que a indústria de perfuração de petróleo e gás avança para ambientes tecnicamente mais desafiadores [por exemplo, perfuração de poços onshore/offshore ultraprofundos sob temperatura e pressão extremamente altas (acima de 300°F) (gravidade específica da lama acima de 2,0)], as empresas ficam cada vez mais sob pressão para ampliar tecnologia e melhorar o desempenho de perfuração enquanto se esforça continuamente para reduzir custos e atender aos requisitos de regulamentações ambientais mais rigorosas. Adições significativas de reservas podem ser realizadas se os riscos associados à perfuração em condições tão adversas (por exemplo, controle de pressão, instabilidade do poço, perda de circulação, gás ácido) puderem ser gerenciados de forma eficaz. Projeto e desenvolvimento de uma nova geração de fluidos de perfuração capazes de cumprir todas as funções atribuídas (por exemplo, estabilizar o poço, controlar a pressão da formação, transportar os cascalhos perfurados, minimizar a perda de fluido e não reduzir a produtividade da formação) sob tal pressão extrema e as condições de temperatura são um dos principais requisitos para desbloquear esses recursos.

Os fluidos de perfuração usados ​​sob pressões e temperaturas ultraelevadas precisam ser termicamente estáveis ​​e capazes de reter suas propriedades reológicas. Tradicionalmente, fluidos de perfuração não aquosos (NADFs) têm sido usados ​​sob essas condições extremas. Os NADF, no entanto, têm custos operacionais significativamente elevados, com um risco associado para a saúde, a segurança e o ambiente. Como resultado, tem havido uma demanda crescente por parte dos operadores para o uso de fluidos de perfuração aquosos [lamas à base de água (WBMs)], que são conhecidos por serem ambientalmente benignos e relativamente menos caros. O uso de WBMs sob temperaturas e pressões extremas, no entanto, enfrenta vários desafios, incluindo a quebra de polímeros e outros aditivos utilizados como preventivos de perda de fluidos e estabilizadores reológicos. Portanto, pesquisas recentes têm se concentrado no projeto e desenvolvimento de sistemas WBM que atendam às seguintes especificações:

Os sistemas à base de água de temperatura ultra-alta recentemente desenvolvidos usaram polímeros sintéticos ramificados feitos sob medida que exibem propriedades reológicas superiores e controle de perda de fluido, bem como estabilidade a longo prazo acima de 400°F. Esses polímeros sintéticos ramificados são compatíveis com a maioria das salmouras de campos petrolíferos e mantêm excelente reologia de baixo custo.

Outras formulações propuseram o uso de microesferas de polímero de β-ciclodextrina (β-CPMs) como um redutor de filtração em temperatura ultra-alta ecologicamente correto. Quando a temperatura subiu acima de 160°C, ocorreu uma reação hidrotérmica para β-CPMs e, como resultado, formaram-se numerosas esferas de carbono micro e nanodimensionadas, que formaram pontes entre micro e nanoporos dentro da torta de filtro e reduziram a permeabilidade da torta de filtro. efetivamente.

Nanocompósitos de carbono hidrotérmico de bentonita também são propostos como aditivos não poliméricos para resolver o desafio de temperatura/pressão ultra-alta em fluido de perfuração à base de água. Os nanocompósitos são sintetizados por uma reação hidrotérmica simples na qual amido de biomassa e bentonita sódica são utilizados como precursor e molde, respectivamente. Tais formulações mostraram propriedades reológicas e de filtração favoráveis ​​após laminação a quente em temperaturas tão altas quanto 460°F.

Esta seção apresenta artigos selecionados mostrando exemplos de projeto, desenvolvimento e aplicações de campo da nova geração de tecnologias de fluidos WBM.

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SPE 205539 Melhoria das propriedades reológicas e de filtração de fluidos de perfuração à base de água usando nanocompósitos de carbono hidrotérmico de bentonita sob condições de temperatura ultra-alta e alta pressão por Hanyi Zhong, Universidade de Petróleo da China, Leste da China, et al.