Abstract
Der durch Bohrspülungen verursachte Schaden an Lagerstätten wird oftmals unterschätzt und kann die Leistung einer Bohrung, trotz Abhilfemaßnahmen, erheblich beeinträchtigen. Diese Arbeit beschäftigt sich 1) mit der Entwicklung von Kompetenzen und ausführlichen Arbeitsabläufen, um potentiell von Bohrspülungen verursachte Schäden abzuschätzen und 2) mit den Einsatzmöglichkeiten von Chemikalien, in der Industrie zumeist als „Breaker“ bezeichnet, die etwaige Formationsschäden durch Spülungen reduzieren. Um dies zu bewerkstelligen, wurden eine ausgedehnte Literaturrecherche über Breaker-Systeme durchgeführt und drei verschiedene Versuchsreihen ausgeführt und verglichen. Die erste Versuchsreihe untersucht die statische beziehungsweise semi-dynamische Filtration einer Bohrspülung an Sandsteinkernen. Der resultierende Schaden wurde anhand wiederhergestellter Permeabilität eruiert. Einflüsse von i) Temperatur, ii) radialem Druck, iii) Filtrationsmechanismus, iv) anschließendem Fluten, quantifiziert durch verdrängte Porenvolumina, wurden sowohl qualitativ als auch quantitativ erfasst. Es wurde festgestellt, dass eine Temperaturerhöhung und der Einfluss von radialem Druck die wiederhergestellte Permeabilität maßgeblich reduzieren. Das Ausüben semi-dynamischer Filtration vor einer statischen hatte bei Raumtemperatur eine Verringerung der wiederhergestellten Permeabilität um fast 40% zur Folge. Nachdem der davongetragene Schaden der Kerne variierte, waren die notwendigen Mengen an verdrängten Porenvolumina, um die wiederhergestellte Permeabilität zu maximieren, dementsprechend unterschiedlich. Die zweite Versuchsreihe erforschte den Einfluss von Spülungspartikeln auf das Filtrationsverhalten von glykol-basiertem Bohrschlamm. Die Tests wurden in einer HPHT Filterpresse mit niedrigkonzentrierten Zellulosefasern und aus Kernverschnitten hergestelltem Bohrklein durchgeführt. Eine ausführliche Untersuchung ergab, dass der filtrat-reduzierende Einfluss von Bohrklein jenen der Zellulosefasern in niedrigen Konzentrationen überstieg. Für die dritte Testreihe wurde die Effizienz zweier Breaker-Systeme, angewendet auf ein reservoir-drill in fluid (RDF), in einer HPHT Filterpresse geprüft. Das erste Breaker-System beinhaltete einen Säurepräkursor und polymer-spezifische Enzyme während das zweite eine Kombination eines Chelators und eines Enzyms enthielt. Die vorliegenden Versuchsergebnisse legen die Vermutung nahe, dass das erste Produkt eine etwas bessere Beseitigungseffizienz hatte als das zweite. Nichtsdestotrotz erzielten beide Produkte gute Ergebnisse mit Rückflüssen von über 90% nach 48-stündiger Kontakt- beziehungsweise Einwirkzeit der Breaker. Diese Studie etablierte Arbeitsabläufe zur Unterstützung qualitativer und quantitativer Beurteilung des durch Bohrspülungen verursachten Schadens. Darüber hinaus wurden anwendungsorientierte Verfahren zur Evaluierung und zum Vergleich von Breaker-Systemen vorgestellt. Zukünftige Arbeit kann von den in dieser Studie erarbeiteten Synergien profitieren und darauf aufbauen.
Titel in Übersetzung | Bewertung und Minderung der durch Bohrspülungen induzierten Formationsschädigung |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 25 Okt. 2019 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2019 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis 07-10-2024Schlagwörter
- Breaker
- Enzyme
- Formationsschädigung
- bohrspülungsinduzierter Schaden
- wiederhergestellte Permeabilität
- Bohrklein
- Zellulosefasern
- Chelator
- Säurepräkursor