Fluides de forage et de complétion

À mesure que l'industrie du forage pétrolier et gazier évolue vers des environnements techniquement plus difficiles [par exemple, forage de puits onshore/offshore ultra profonds à des températures (supérieures à 300°F) et à des pressions extrêmement élevées (densité de la boue supérieure à 2,0)], les entreprises sont de plus en plus sous pression pour s'étendre. technologie et améliorer les performances de forage tout en s'efforçant continuellement de réduire les coûts et de répondre aux exigences de réglementations environnementales plus strictes. Des ajouts importants aux réserves peuvent être réalisés si les risques associés au forage dans des conditions aussi difficiles (par exemple, contrôle de la pression, instabilité du puits de forage, perte de circulation, gaz corrosif) peuvent être gérés efficacement. Conception et développement d'une nouvelle génération de fluides de forage capables de remplir toutes les fonctions attribuées (par exemple, stabiliser le puits de forage, contrôler la pression de la formation, transporter les déblais forés, minimiser la perte de fluide et ne pas réduire la productivité de la formation) sous une pression aussi extrême et les conditions de température sont l’une des conditions clés pour débloquer ces ressources.

Les fluides de forage utilisés sous des pressions et des températures ultra élevées doivent être thermiquement stables et capables de conserver leurs propriétés rhéologiques. Traditionnellement, des fluides de forage non aqueux (NADF) ont été utilisés dans ces conditions extrêmes. Cependant, les NADF ont des coûts opérationnels très élevés avec un risque associé pour la santé, la sécurité et l’environnement. En conséquence, les exploitants demandent de plus en plus d’utiliser des fluides de forage aqueux [boues à base d’eau (WBM)], connus pour être sans danger pour l’environnement et relativement moins coûteux. L'utilisation de WBM sous des températures et des pressions extrêmes se heurte toutefois à plusieurs défis, notamment la dégradation des polymères et autres additifs utilisés comme agents anti-perte de fluide et stabilisants rhéologiques. Par conséquent, des recherches récentes se sont concentrées sur la conception et le développement de systèmes WBM répondant aux spécifications suivantes :

Les systèmes à base d'eau à ultra-haute température nouvellement développés utilisaient des polymères synthétiques ramifiés sur mesure qui présentent des propriétés rhéologiques supérieures et un contrôle des pertes de fluide ainsi qu'une stabilité à long terme au-dessus de 400°F. Ces polymères synthétiques ramifiés sont compatibles avec la plupart des saumures de champs pétrolifères et maintiennent une excellente rhéologie bas de gamme.

D'autres formulations proposaient l'utilisation de microsphères polymères de β-cyclodextrine (β-CPM) comme réducteur de filtration à ultra haute température respectueux de l'environnement. Lorsque la température dépassait 160 °C, une réaction hydrothermale se produisait pour les β-CPM et, par conséquent, de nombreuses sphères de carbone de taille micro et nanométrique se formaient, qui traversaient les micro et nanopores du gâteau de filtration et réduisaient la perméabilité du gâteau de filtration. effectivement.

Des nanocomposites bentonite-carbone hydrothermal sont également proposés comme additifs non polymères pour résoudre le défi des températures/pressions ultra élevées dans les fluides de forage à base d'eau. Les nanocomposites sont synthétisés par une simple réaction hydrothermale dans laquelle l'amidon de biomasse et la bentonite de sodium sont utilisés respectivement comme précurseur et matrice. De telles formulations ont montré des propriétés de rhéologie et de filtration favorables après laminage à chaud à des températures aussi élevées que 460°F.

Cette section présente des articles sélectionnés montrant des exemples de conception, de développement et d'applications sur le terrain de la nouvelle génération de technologies de fluides WBM.

Lectures supplémentaires recommandées

Les microsphères polymères minimisent la perte de filtration dans les fluides de forage à base d'eau

Un fluide de forage à base d’eau à haute température accède à des réserves d’eau profonde épuisées

Le fluide de forage à base d'eau aide à contrôler les conditions extrêmes dans les gisements de schiste gazeux

Les documents techniques de ce mois-ci

SPE 206444 Application réussie d'une nouvelle génération de polymères inhibiteurs d'argile lors du forage d'un puits d'exploration en profondeur dans la région d'Astrakhan par Petr Leonidovich Ryabtsev, Akros et al.

SPE 205539 Amélioration des propriétés rhéologiques et de filtration des fluides de forage à base d'eau à l'aide de nanocomposites bentonite-carbone hydrothermal dans des conditions d'ultra-haute température et de haute pression par Hanyi Zhong, Université chinoise du pétrole de l'Est de la Chine, et al.