Effect of Micro-Sized Colemanite on the Rheological Properties of the Water Based Drilling Fluid

Drilling mud have been the subject of constant study since they are the most costly item of oil exploration. Recently, the several additives have been added to improve the rheological properties of the drilling mud. In this study, a water based drilling mud that is (1, 2, 3, 4 and 5) (% w/v) of colemanite (Ca2B6O11.5H2O), which is a calcium borate group mineral in the particle size of 100 μm subscale, was prepared for this drilling mud. The rheological properties such as plastic viscosity (PV), apparent viscosity (AV), gel strength, water loss and cake thickness of the obtained drilling muds were analyzed in detail using Fann Viscometer and American Petroleum Institute (API) testing equipment. As a result of the study, it was found that the added colemanite had a positive effect on the rheological properties of the drilling mud. When the analysis results of the drilling muds obtained at different ratios of colemanite addition are compared with each other, it is found that 4% of colemanite-added drilling mud has the best properties (excluding gel strength). The water-based drilling mud prepared by adding colemanite has 30.4% cP of plastic viscosity; 63.6% cP of apparent viscosity; 140% of rupture point; gel strength (10-sec and 10-min) values compared to the water based drilling muds prepared without any addition was positively affected.

Mikro Boyutlu Kolemanitin Su Bazlı Sondaj Çamurunun Reolojik Özelliklerine Etkisi

Sondaj çamuru petrol aramalarının en büyük maliyet kalemini oluşturduğu için sürekli olarak üzerinde çalışılan konu olmuştur. Son zamanlarda, çeşitli katkı maddeleri eklenerek sondaj çamurunun reolojik özellikleri iyileştirilmeye yönelik çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmada, petrol aramalarında en çok kullanılan su bazlı sondaj çamuru hazırlanmış ve hazırlanan sondaj çamuruna 100 µm elek altı tane boyutunda kalsiyum borat grubu minerali olan kolemanit (Ca2B6O11.5H2O) farklı konsantrasyonlarda (1, 2, 3, 4 ve 5) (%w/v) eklenmiştir. Elde edilen sondaj çamurlarının plastik viskozite (PV), görünür viskozite (AV), jel mukavemeti, su kaybı ve kek kalınlığı gibi reolojik özellikleri Fann Viskometre ve Amerikan Petrol Enstitüsü (API) sıvı kaybı test aletleri kullanılarak detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda, eklenen kolemanitin sondaj çamurunun reolojik özelliklerine olumlu yönde etki ettiği görülmüştür. Farklı oranlarda kolemanit eklenmesi sonucu elde edilen sondaj çamurların analiz sonuçları birbiriyle mukayese edildiğinde ise; %4 oranında kolemanit eklenmiş sondaj çamurunun en iyi özelliklere (jel mukavemeti hariç) sahip olduğu görülmüştür. Kolemanit eklenerek hazırlanan su bazlı sondaj çamurunun, herhangi bir ekleme yapılmaksızın hazırlanan su bazlı sondaj çamuruna kıyasla, plastik viskozitesinin %30,4 cP; görünür vizkozitesinin %63,6 cP; kopma noktasının %140 arttığı; jel mukavemeti (10-saniye ve 10-dakika) değerlerinin de olumlu yönde etkilendiği tespit edilmiştir.

___

Abdo, J., Haneef, M., 2012. Nano-Enhanced Drilling Fluids: Pioneering Approach to Overcome Uncompromising Drilling Problems. J. Energy Resour. Technol., 134(1), p.014501.

Benchabone, A., Bekkour, K., 2006. Effect of Anionic Additives on the Rheological Behaviour of Aqueous Calcium Montmorillonite Suspensions. Rheol. Acta., 45(4), 425-434.

Amanullah, M., Arfaj, M.K., Abdullati, Z.A., 2011. Effect of CuO and ZnO Nanofluids in Xanthan Gum on Thermal, Electrical and High Pressure Rheology of Water-based Drilling fluids. J. Pet. Sci. Eng., 117, 1–9.

Zhong Qiu, Z., Huang, W., Cao, J., 2011. Shale Inhibitive Properties of Polyether Diamine in Water-based Drilling Fluid, Hanyi. J. Pet. Sci. Eng., 78, 510-515.

Amanullah, Md., Yu, L., 2005. Environment Friendly Fluid Loss Additives to Protect the Marine Environment from the Detrimental Effect of Mud Additives. J. Pet. Sci. Eng., 48, 199-208.

Gentzis, T., Deisman, N., Chalaturnyk, R.J., 2009. Effect of Drilling Fluids on Coal Permeability: Impact on Horizontal Wellbore Stability. Int. J. Coal Geol., 78, 177-191.

Wenga, J., Gonga, Z., Liaoa, L., Lva, G., Tanb, J., 2018. Comparison of Organo-sepiolite Modified by Different Surfactants and Their Rheological Behavior in Oil-based Drilling Fluids. Appl. Clay Sci., https://doi.org/10.1016/ j.clay.2017.12.031, (in press)

Zhuanga, G., Zhanga, Z., Yang, H., Tan, J., 2018. Structures and Rheological Properties of Organo-sepiolite in Oil-based Drilling Fluids. Appl. Clay Sci., 154, 43–51.

Nabhani, N., Emami, M., 2012. The Potential Impact of Nano Materials in Oil Drilling Industry, NanoCon. 10, 23-25.

Al Yasiri, M., Al Sallami, W., 2015. How the Drilling Fluid Can be Made More Efficient by Using Nanomaterials. American Journal of Nano Research and Applications, 3(3), 41-45.

Eti Mine., 2014a. Kestelek Colemanite, Product catalogue, p. 2, Ankara, Eti Mine Works General Management Publishing.

Eti Mine., 2014b. Milled Colemanite, Product Catalogue, p. 3, Ankara, Eti Mine Works General Management Publishing.

API, 13B-1, 2003. Recommended Practice for Field Testing of Water-based Drilling Fluids. American Petroleum Institute. ANSI/API 13B-1/ISO 10414-1.

Falode, O.A., Ehinola, O.A., Nebeife, P.C., 2008. Evaluation of Local Bentonite Clay as Oil Well Drilling Fluid in Nigeria. Applied Clay Sci., 39(1-2), 19-27.

Xianhai, M., Yihe, Z., Paul, K.C., 2012. Effects of Carbon Ash on Rheological Properties of Water-based Drilling Fluids. J. Pet. Sci. Eng., 100, p.1-8.

Ahmaruzzaman, M., 2010. A Review on the Utilization of Fly Ash. Progress in Energy and Combustion Science, 36(3), 327-363.
Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1019-1011
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

İstenen Piston Hızları için Giriş Parametrelerinin Seçilmesi Amacıyla Krank-Biyel Mekanizmasının Dinamik Modellenmesi: Topaklanmış Kütle Yöntemi

İbrahim Deniz AKÇALI, Mehmet İlteriş TEKİN

Çocuk Yoğun Bakım Ünitesinde Çok Kriterli Karar Verme ile Mekanik Ventilatör Seçimi ve Bir Uygulama Örneği

M. Figen ANTMEN, PINAR MİÇ

Soya ve Pamuk Lifi İçeren Dokusuz Yüzey Kumaşların Hijyen Tekstili Performansının Deneysel İncelenmesi

Dilek EKİNCİ, EMEL CEYHUN SABIR

Tam Ölçekli Bir İleri Biyolojik Evsel Atıksu Arıtma Tesisinin Matematiksel Modellemesi

HAZAL GÜLHAN, MUSTAFA EVREN ERŞAHİN, RECEP KAAN DERELİ, HALE ÖZGÜN ERŞAHİN, Faik Dinçer ERKAN, Özgür ÖZDEMİR, İzzet ÖZTÜRK

İş Sürekliliği Yönetiminde Kritik Başarı Faktörlerinin AHP Yöntemi ile Önceliklendirilmesi

Melek NAR, Oya Hacire YÜREGİR

Ülkemizdeki Enerji Santral Yatırımlarının AHP Yöntemi ile Değerlendirilmesi

Çetin Önder İNCEKARA

Saklı Markov Modeli Kullanılarak İstanbul’daki Üniversite Öğrencilerinin GSM Operatör Tercihlerini Etkileyen Faktörlerin Analizi

Osman AYAZ, SELÇUK ALP

Genetik Algoritma ile Öznitelik Seçimi Kullanılarak Yapım Yönetiminde Çalışan Liderlik Algısının Tahmini

ABDULLAH EMRE KELEŞ, MÜMİNE KAYA KELEŞ

Bir Güneş Havuzundan Üretilecek Elektrik ile Hidrojen Elde Etme Sisteminin Performansının Teorik Olarak İncelenmesi

AYHAN ATIZ, MEHMET KARAKILÇIK

Endüstriyel Atıksularda Mikroalgal Nütrient Giderimi ve Biyodizel Üretim Verimliliği: Süt Endüstrisi Örneği

Sevgi YILMAZ, Fuat BUDAK