Experimental investigation of the water-based mud properties under different temperature conditions

Mohammed MOKHLES MOHAMMED

Bachelor's thesis

Experimental investigation of the water-based mud properties under different temperature conditions

Abstract:

Drilling mud is an essential part of well drilling operations. Developing and creating drilling fluids based on water with high temperature and pressure tolerance has emerged as a critical technology for unlocking deep and ultra-deep reserves. The high temperature at the bottom of wells decreases mud viscosity and density, reducing its efficacy during drilling operations. Mud is often improved with chemicals to attain the desired properties. Starch enhances rheological properties, but barite makes mud denser. This research investigates potential alternatives to these additives. Locally available materials PAC were assessed against a basis sample produced according to API 13-A. The rheological properties of the mud slurry were investigated, including plastic viscosity, apparent viscosity, yield point and gel strength, mud density, and filtering capabilities at low pressure and high pressure (20-75Co). The study discovered that local additions can boost mud density, resulting in more effective mud and tolerance. The PAC outperformed local chemicals and fresh mud in terms of filtration at both room and high temperatures. PAC additives were discovered to be less corrosive than other chemicals because to their non-acidic nature. It was revealed that PAC offers exceptionally strong prospective alternatives to commercial chemicals.

Abstract:

Vrtný kal je nezbytnou součástí vrtných prací. Vývoj a tvorba vrtných kapalin na bázi vody s vysokou teplotní a tlakovou tolerancí se staly rozhodující technologií pro odkrývání hlubokých a velmi hlubokých zásob. Vysoká teplota na dně vrtů snižuje viskozitu a hustotu bahna, což snižuje jeho účinnost při vrtných operacích. Bahno se často vylepšuje chemickými látkami, aby se dosáhlo požadovaných vlastností. Škrob zlepšuje reologické vlastnosti, ale baryt zvyšuje hustotu bahna. Tento výzkum zkoumá možné alternativy k těmto přísadám. Místně dostupné materiály PAC byly hodnoceny ve srovnání se základním vzorkem vyrobeným podle API 13-A. Byly zkoumány reologické vlastnosti bahenní kaše, včetně plastické viskozity, zdánlivé viskozity, meze kluzu a pevnosti gelu, hustoty bahna a filtračních schopností při nízkém tlaku a vysokém tlaku (20-75Co). Studie zjistila, že lokální přídavky mohou zvýšit hustotu bahna, což vede k vyšší účinnosti bahna a toleranci. PAC překonával lokální chemikálie a čerstvé bahno z hlediska filtrace při pokojových i vysokých teplotách. Bylo zjištěno, že přísady PAC jsou méně korozivní než jiné chemikálie, protože nejsou kyselé. Bylo zjištěno, že PAC nabízí mimořádně silné perspektivní alternativy ke komerčním chemikáliím.

Keywords

Reologie, viskozita, filtrační ztráty, tepelná stabilita, hustota bahna, plastická viskozita.

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 7. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ali Jagar, M.Sc., Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Petroleum Engineering / Petroleum Engineering