The influence of water-based drilling fluid on mechanical property of shale and the wellbore stability

He, Siming; Liang, Lixi; Zeng, Yinjin; Ding, Yi; Lin, Yongxue; Liu, Xiangjun

doi:10.1016/j.petlm.2015.12.002

Cited by 43 publications

(13 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The main drawback of applying WBMs emerges in the course of drilling a shale formation due to shale swelling which makes the use of WBMs ineffective. This is mainly due to the fact that shale swelling brings other destructive problems such as wellbore instability, lost circulation, and pipe sticking [7][8] which lower the rate of penetration and raise the drilling operation costs. In the 19 th century, OBM was utilized in shale formations.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental investigation of rheological and filtration properties of water-based drilling fluids in presence of various nanoparticles

Bayat

Moghanloo

Piroozian

et al. 2018

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspect

111

View full text Add to dashboard Cite

For the past decades, considerable attention has been focused on the manufacture of a highperformance, environmentally compliant water-based mud system to be a better choice than oil and synthetic-based muds (OBM/SBM). However, the improvement of WBMs has not reached the satisfactory level yet and attempts in this regard should be continued. Accordingly, in this study, an attempt was made to improve the performance of a Bentonite-WBM by adding four types of hydrophilic nanoparticles (NPs), namely aluminum oxide (Al2O3), titanium

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental investigation of rheological and filtration properties of water-based drilling fluids in presence of various nanoparticles

Bayat

Moghanloo

Piroozian

et al. 2018

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspect

111

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The polyglycols ability to reduce the hydration of clay formation was also confirmed by the authors (Balaban et al, 2015) by measuring the capillary suction time and swelling of clay formation. Chemical compounds being the part of polyols group as components of drilling mud may also restrain drilling induced formation fractures and support mechanical stability of the wellbore (van Oort E. et al, 1997;Taugbol et al, 2005;Zamora et al, 2013;Zhang et al, 2015;He at al., 2016;Kazemi-Beydokhti and Hajiabadi, 2018).…”

Section: Theoretical Discussionmentioning

confidence: 99%

New shale hydration inhibitors adapted to the downhole conditions

Zima

Badawczy²

2019

View full text Add to dashboard Cite

The subject of the paper is the application of polyol compounds as active shale formation hydration inhibitors in drilling muds as the result of permanent interest from the industry in the use of this type drilling mud systems. Due to opportunity of precise compounds selection ensuring optimum properties of the drilling mud under specific down hole conditions, new agents have been developed that work effectively in a wider temperature range experienced in borehole conditions. The paper describes laboratory research carried over polyols that haven't been used in drilling fluids technology yet but may ensure optimal inhibition properties in the wide temperature range. Compounds belongs to polyglycols category like ethylene oxide or copolymers of ethylene oxide and propylene oxide with different molecular weight, are widely use so far. However, in the presented discussion other agents were used, which are products of ethoxylation and propoxylation of long-chain hydrocarbon fatty alcohols (10 and more carbon atoms). The main test that can prove drilling mud inhibitory properties is active shale dispersion investigation, routinely carried in ambient conditions. As part of the additional tests carried out, the influence of the inhibitors used on the active shale dispersion under elevated temperature conditions was determined in order to confirm the inhibitory properties of these agents in near-down hole conditions. Near down hole conditions test was also carried out on drilling muds containing polyols group compounds, ie resistance test to contamination with ions of divalent metals (Ca 2+ and Mg 2+), solid phase contamination (milled Miocene shale pretending drill cuttings) and increased temperature. Investigations were also carried out on clouding of polyol solutions in 7% KCl solution. The acquired results indicate that chemical compound presence of the hydrophobic chain derived from fatty alcohol in the molecule further increases the effectiveness of the rock hydration inhibitor. The results obtained during the study allowed for a better understanding of the inhibition mechanism of these agents on the active shale. The new rock hydration inhibitor developed as part of the work can be used in industrial conditions.

show abstract

“…Uwodnione zwierciny na dnie otworu wiertniczego ulegają aglomeracji, przyklejając się do świdra wiertniczego oraz przewodu wiertniczego (rur płuczkowych, obciążników). Zjawisko to często jest określane jako "akrecja" (Mat et al, 2002;Judzis et al, 2007;Black et al, 2008;Mettath et al, 2011, Onuoha et al, 2011He et al, 2016). Akrecję najczęściej tłumaczy się poprzez zwiększenie plastyczności zwierconych części skał ilasto-łupkowych.…”

Section: Wprowadzenieunclassified

Badania laboratoryjne nad doborem środków przeciwakrecyjnych do płuczek wiertniczych

Błaż¹,

Badawczy²

2019

View full text Add to dashboard Cite

Podczas wiercenia otworów w formacjach łupkowych bardzo często występują poważne problemy związane z niestabilnością otworu wiertniczego. Większość z nich nie wynika z niskiej wytrzymałości mechanicznej przewiercanych skał, ale z ich chemicznie reaktywnego charakteru. Reaktywne skały ilasto-łupkowe pod wpływem płuczek wodnodyspersyjnych ulegają hydratacji. Uwodnione zwierciny przywierają do powierzchni świdra i metalowych części przewodu wiertniczego (rury płuczkowe, obciążniki), tworząc w ten sposób plastyczną mieszaninę, która przeciwdziała bezpośredniemu stykaniu się części wiercącej świdra z powierzchnią urabianej skały. Nadmierny wzrost zawartości rozmokniętej ilastej mieszaniny plastycznej na świdrze i przewodzie wiertniczym wpływa na proces wiercenia poprzez zwiększenie momentu obrotowego. W wyniku zwiększonego oporu może nastąpić przychwycenie przewodu, pogorszenie wskaźników hydraulicznych, co wpływa na zmniejszenie prędkości wiercenia otworu (ROP). W artykule przedstawiono badania nad doborem i wdrożeniem dodatku do wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych nowego rodzaju środka przeciwakrecyjnego zapobiegającego oblepianiu świdra i akrecji zwiercin na przewodzie wiertniczym. Badania skuteczności doboru środków do płuczek wiertniczych były prowadzone według założonej i opracowanej charakterystycznej metodologii badania, uwzględniającej wpływ poszczególnych czynników na zredukowanie zjawiska akrecji. Przeprowadzono szereg testów akrecyjnych określających wpływ rodzaju przewiercanej skały, czasu ekspozycji zwiercin na działanie płuczki, wpływ wielkości powstających zwiercin oraz występującego mechanicznego obciążenia na zjawisko akrecji. Badania doboru środków przeciwakrecyjnych prowadzono na próbkach skał odkrywkowych w środowisku wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych. Uzyskane wyniki zostały poddane analizie, umożliwiającej opracowanie składu środka przeciwakrecyjnego, który może być wykorzystywany jako dodatek do wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych zapobiegający oblepianiu świdra i akrecji zwiercin. Zastosowanie opracowanego środka do płuczek otworowych pozwoliło na ponad 90-procentowe zredukowanie akrecji zwiercin w porównaniu do płuczek bez dodatku tego typu środków. W badaniach potwierdzono także jego znacznie wyższą efektywność w stosunku do obecnie stosowanego w polskim wiertnictwie środka do zapobiegania oblepianiu świdra. Słowa kluczowe: płuczka wodnodyspersyjna, akrecja zwiercin, oblepianie świdra, skały ilasto-łupkowe. ABSTRACT: In the course of borehole drilling through shale formations very often there are serious problems associated with the instability of the borehole. Most of these problems do not result from the low mechanical strength of the drilled rocks, but from the chemically reactive nature of the rocks. Reactive shale-clay rocks are hydrated under the influence of water-based drilling muds. Hydrated cuttings at the bottom of the borehole adhere to the surface of the bit and metal parts of the drill string (drill pipes, drill collars), forming a plastic mixture that prevents di...

show abstract

The influence of water-based drilling fluid on mechanical property of shale and the wellbore stability

Cited by 43 publications

References 1 publication

Experimental investigation of rheological and filtration properties of water-based drilling fluids in presence of various nanoparticles

Experimental investigation of rheological and filtration properties of water-based drilling fluids in presence of various nanoparticles

New shale hydration inhibitors adapted to the downhole conditions

Badania laboratoryjne nad doborem środków przeciwakrecyjnych do płuczek wiertniczych

Contact Info

Product

Resources

About