Experimental Investigation of the Impact of Green Zinc Nanorods on the Performance of the Biodegradable Drilling Fluid

Rayan GAILANI HASAN

Bachelor's thesis

Experimental investigation of the impact of green ZnO nanorod on the performance of the biodegradable drilling fluid

Abstract:

One of the unavoidable issues that arises while drilling is the fluid loss, in which some of the drilling fluid is filtrated into the porous and permeable formations. Fluid loss can be effectively treated by combining nanorods, which have special properties, with affordable biodegradable materials. This study aims to develop nano-biodegradable drilling fluids from the oak peel, Gundelia seeds, and rambutan peel powders. For this purpose, zinc nanorods (NRs) was synthesized greenly from the extract of the Cydonia Oblonga plant and characterized using several analytical techniques, such as scanning electronic microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) methods. Biodegradable drilling fluids were prepared from adding the prepared powders of the used waste materials (oak peel, Gundelia seed peel, and rambutan peel) at different concentrations and particle sizes. Then, the impact of the synthesized nanorods was evaluated by preparing nano-biodegradable drilling fluids. All the required measurements for the rheological and filtration properties of the developed drilling fluid, biodegradable drilling fluids and nano-biodegradable drilling fluids were performed. The obtaining results have shown that adding 1 wt.% of the oak peel powder to the reference (base) drilling fluid reduced the filter loss volume to 10.7 mL compared with the reference fluid (14.8 mL). As the optimal concentration was 0.5 wt.% of rambutan peel powder then added to the reference fluid, the filter loss volume was reduced to 8.6 mL.

Abstract:

Jedním z nevyhnutelných problémů, který vzniká při vrtání, je ztráta kapaliny, při které je část vrtné kapaliny filtrována do porézních a propustných útvarů. Ztrátu tekutin lze účinně léčit kombinací nanorůtek, které mají speciální vlastnosti, s cenově dostupnými biologicky odbouratelnými materiály. Tato studie si klade za cíl vyvinout nano-biologicky odbouratelné vrtné výplachy z dubové kůry, semen Gundelia a prášku ze slupky rambutanu. Za tímto účelem byly zinkové nanorody (NR) syntetizovány zeleně z extraktu rostliny Cydonia Oblonga a charakterizovány pomocí několika analytických technik, jako je skenovací elektronický mikroskop (SEM), rentgenová difrakce (XRD) a infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR). ) metody. Biologicky odbouratelné vrtné výplachy byly připraveny přidáním prášku z použitých odpadních materiálů (dubová kůra, semena Gundelia a slupka rambutanu) v různých koncentracích a velikostech částic. Poté byl vyhodnocen dopad syntetizované nanotyče přípravou nano-biodegradabilních vrtných kapalin. Všechna požadovaná měření reologických a filtračních vlastností vyvinutého vrtného výplachu, biodegradabilních vrtných výplachů a nanobiodegradabilních vrtných výplachů byla provedena za normálních a HPHT podmínek. Získané výsledky ukázaly, že přidání 1 % hmotn. prášku z dubové kůry do referenční (základní) vrtné kapaliny snížilo objem ztráty filtru na 10,7 ml ve srovnání s referenční kapalinou (14,8 ml). Protože optimální koncentrace byla 0,5 % hmotn. prášku z kůry rambutanu poté přidaného k referenční tekutině, objem ztráty filtru se snížil na 8,6 ml.

Keywords

Odpadní materiály, nanorod, vrtné kapaliny, reologické vlastnosti, filtrační vlastnosti.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 1. 2023

Thesis defence

• Supervisor: prof. Mgr. Ondřej Bábek, Dr., Ali Jagar, M.Sc., Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Petroleum Engineering / Petroleum Engineering