Development of Drilling Fluid Formulation for High Pressure Drilling Applications. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

	PDF PhD_Disseratation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 29 December 2023. Download (11MB)
	PDF PhD_Disseratation.pdf Restricted to Repository staff only until 29 December 2023. Download (11MB)

Arabic Abstract

أدى التقدم التكنولوجي في معدات الحفر إلى تمكين صناعة النفط والغاز من الوصول إلى خزانات عميقة. هذه الخزانات تقع في ظروفًا قاسية مثل ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي. هذه الظروف تتطلب مراعاتها أثناء عملية تصميم طين الحفر. يوفر طين الحفر العديد من الوظائف بما في ذلك إغلاق فتحات طبقة الارض المحفورة لتقليل الضرر التي تواجه من طين الحفر (عن طريق بناء عجينة مرشح غير منفذة) ، والتحكم في ضغط التكوين عن طريق ممارسة العمود الهيدروستاتيكي (عن طريق الكثافة) ، وتنظيف ونقل القطع (أي الخصائص الانسيابية). يمكن أن تتأثر جميع الوظائف المذكورة أعلاه بشكل كبير بظروف البئر. لذلك ، هناك حاجة إلى تصميم دقيق لفهم تأثير كل عامل على كل مادة مضافة مهمة في صياغة الحفر. تركز الدراسة الحالية على تقييم السلوك الانسيابي لطين الحفر عالي الكثافة المعتمد على الماء في التكوين. تتمثل الأهداف الرئيسية في هذه الدراسة هو التحقيق في تأثير مواد ذات كثافة عالية على الخصائص الانسيابية وخصائص الترشيح للطين ذو الكثافة متنوعة وتطوير تركيبة مائع الحفر المائي لتطبيقات الآبار ذات الضغط العالي مع خصائص أفضل. سيتم استخدام العديد من مواد ذات كثافة عالية في هذا العمل مثل الباريت والهيماتيت والميكروماكس. خلال هذا العمل سيتم معالجة التفاعلات بين المواد المضافة في طين الحفر في ظروف مختلفة. تشمل هذه المواد المضافة مادة لزوجة، ومواد فقد السوائل، ومواد تدوير الفقد. بالإضافة إلى ذلك، سيتم تقييم تأثير مواد الترجيح على الوظائف المضافة الأخرى بما في ذلك الخصائص الانسيابية وعجينة المرشح وسلوك الترشيح. سيتم إجراء معظم هذه القياسات في الظروف المحيطة والظروف القصوى لتعكس الواقع، علاوة على ذلك، سيتم التحقق من إمكانية ترجيح جسيمات المادة المستقرة لرسم حدود مادة الترجيح. سيتم إجراء العديد من التجارب لتحقيق الهدف الرئيسي؛ سيتم تحديد الخصائص الفيزيائية لمواد الترجيح المختلفة مثل توزيع حجم الجسيمات. ستساعد هذه الخصائص في تحديد الميزة المسيطرة على مادة الترجيح في العديد من خصائص طين الحفر. سيتم تحديد سلوك الترشيح وخصائص عجينة المرشح أيضًا عن طريق إجراء تجارب مكابس الترشيح ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي.

English Abstract

The technology advancement in the drilling equipment enabled the industry to reach deep reservoirs. Such a reservoir imposes harsh conditions such as high temperature and high pressure. These conditions need to be considered during the drilling mud designing process. The drilling mud provide many functions including sealing the formation to minimize the formation damage (i.e., building impermeable filter cake), controlling the formation pressure by exerting hydrostatic column (i.e., density), cleaning and transporting the cuttings (i.e., rheological properties). All the aforementioned functions can be affected greatly by the well conditions. Therefore, careful design is needed to understand the effect of each parameter on each important additive on the drilling formulation. The presented study focuses on evaluating the rheological behavior for the high-density water-based drilling mud. The main objectives are to investigate the impact of different weighting material on the rheological and filtration properties for varied density mud and develop a formulation of water-based drilling fluid for high pressure well applications with better stability and properties. Several weighting materials will be used in this work such as barite, hematite, and Micromax. During this work, the interactions between the additives in drilling mud will be address at different conditions. These additives include viscosifier, fluid loss material, and loss circulation material. In addition, the weighting materials impact on the other additive functions including rheological properties, filter cake and filtration behavior will be assessed. Most of these measurements will be conducted at ambient condition and extreme condition to reflect the reality, Moreover, the possibility of weighting material particles settling will be checked to draw the limitation of the weighting material. Several experiments will be performed to achieve the main objective; the different weighting materials physical properties will be determined such as particle size distribution. These properties will help determine the dominated feature of the weighting material in many drilling mud properties. The viscometer will be used to measure the rheological and viscoelastic properties. The filtration behavior and the filter cake properties will be determined as well by conducting the high-pressure high-temperature filter press experiments.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Research Research > Petroleum Petroleum > Rock and Fluid Properties Petroleum > Drilling Engineering
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Elkatatny, Salaheldin
Committee Co-Advisor:	Bageri, Badr
Committee Members:	Patil, Shirish and Abdulraheem, Abdulazeez and Solling, Theis
Depositing User:	JABER AL-JABERI (g201193810)
Date Deposited:	29 Dec 2022 11:55
Last Modified:	29 Dec 2022 11:55
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142282