Sepiolit Temelli Sondaj Çamurlarının Reolojik Ve Filtrasyon Özelliklerinin Yüksek Sıcaklık Ve Basınç Koşullarında Kontrol Altına Alınması

Abstract

Bu çalışmada Türkiye’nin Sivrihisar Eskişehir bölgesinden alınan beş farklı sepiolit kili kullanılarak hazırlanan su bazlı çamurların reolojik ve su kaybı özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Deneylerde Amerikan Petrol Enstitüsü (API) tarafından belirlenen standartlar takip edilmiştir. Çalışmanın birince aşamasında, sepiolitlerin reoloji ve su kaybı özellikleri belirlenirken, içerisindeki yabancı maddeler uzaklaştırılmamış ve tuz dışında başka bir katkı maddesi kullanılmamıştır. İkinci aşamada ise API koşullarını sağlayan sepiolit örneklerinden en iyi performansa sahip olan ikisi seçilmiş ve yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında katkı malzemeleri kullanılarak reolojik ve su kaybı özelliklerinin kontrol altına alınmasına çalışılmıştır. Bununla birlikte, bu iki sepiolit örneğinin dinamik filtrasyon özellikleri yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşullarında incelenmiştir. Son olarak bu killerden biri, yüksek tuzluluk ortamında çamura aktif kil girişi olması durumundaki özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki özellikle yüksek tuzlu ve yüksek sıcaklık ve basıncın hâkim olduğu ortamlarda, sepiolit bazlı çamurlar, bentonit, KCL/PAC Polymer ve sentetik çamurlardan (birinci ve ikinci nesil polimer bazlı çamurlar) reolojik ve su kaybı özellikleri bakımından daha iyi performans göstermiştir. En önemlisi, sepiolit çamurlarının maliyeti aynı koşullarda kullanılan diğer çamurlara göre beş kata kadar daha azdır.

This study is an attempt to characterize both rheological and fluid loss behavior of water-based drilling fluid prepared with five different raw sepiolite clay samples obtained around Sivrihisar-Eskisehir district of Turkey. API standards were followed throughout the experimental study. In the first step of study, no additives other than salt have been used while formulating sepiolite muds to determine the rheological and filtration properties. In the second step of study, some of special additives have been used to improve the properties of muds. Two of the samples satisfying the API requirement having the best performance were selected and used later in the study along with additives to control rheological and filtration properties in high temperature and high pressure conditions. Moreover, dynamic filtrations of drilling fluid based on these two sepiolite clays have been determined at HTHP conditions. Finally one of these clays subjected to reactive clay contamination at high salinity condition is further investigated and its properties are controlled with additives. The results have indicated that the sepiolite based drilling fluid is superior to the bentonite based and other type of drilling fluids like KCL/PAC polymer system and synthetic muds (second and third generation polymer based muds) in terms of both rheological and fluid loss properties under elevated temperature and pressure conditions, particularly at high salt concentrations. Most importantly, the cost of sepiolite based muds compared to those of others is three to five folds less at normal conditions.