Investigating low-temperature rheology of invert emulsion drilling fluids in deepwater drilling
Derin su sondajında ters emülsiyon sondaj sıvılarının düşük sıcaklıklı reolojisinin incelenmesi
- Tez No: 824717
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÇAĞLAR SINAYUÇ, DOÇ. DR. İSMAİL HAKKI GÜCÜYENER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Petroleum and Natural Gas Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Ters emülsiyon sondaj sıvılarının (IEDF) sıcaklığa ve basınca bağlı reolojisi, deniz yüzeyinden deniz tabanına kadar uzunan bir yükseltici bölümün olduğu derin su ve ultra derin su sondaj operasyonları için sondaj sıvıları endüstrisinin ana kaygılarını oluşturur. Derin su sondajında, kuyu içi sıcaklık profili, yükseltici kısımda 40°F'den kuyu tabanında 350°F'ye kadar geniş bir aralıkta değişir. IEDF'ler, düşük sıcaklıktaki bölgelerde gereksiz yere daha viskoz hale gelirken, yüksek sıcaklıktaki bölgelerde gerekenden daha az viskoz hale gelir. Bununla birlikte, yüksek basınç, IEDF'nin reolojisini sıcaklığa göre ters yönde etkiler. Derin su sondajında, barit çökmesi, aşırı eşdeğer sirkülasyon yoğunluğu (ECD), sirkülasyon kaybı, kuyu kontrolü ve kuyu temizliği gibi sorunlar, IEDF'lerin sıcaklık ve basınca bağlı davranışından olumsuz etkilenen başlıca sondaj sorunlarıdır. Bu çalışma, sentetik bazlı ters emülsiyon sondaj sıvılarının (SBIEDF) düşük sıcaklıklarda ve yüksek basınçlarda reolojik davranışlarını deneysel olarak araştırmaktadır. SBIEDF'ler, 70/30, 80/20 ve 90/10 yağ/su oranlarında (OWR) 10, 12, 14 ve 16 ppg yoğunluklarda formüle edildi. Reolojik ölçümler, Grace M3600 otomatik viskozimetre ve M7500 Ultra HPHT Reometre kullanılarak 40, 50, 60 ve 70 °F sıcaklıklarda ve atmosferik basınçtan 12.500 psi'ye kadar 5,11 ila 1022 s-1 kayma hızı aralığında yapıldı. Bingham plastik viskozitesi (PV), Bingham akma noktası (YP) ve 10 saniye/10 dakikalık jeller, sıcaklık ve basıncın bir fonksiyonu olarak belirlendi. Sonuç olarak IEDF'nin reolojik özelliklerinin sıcaklık ve basınçtan oldukça etkilendiği gözlendi. IEDF'lerin plastik viskozitesi, tüm basınçlarda sıcaklık arttıkça azaldı ve tüm sıcaklıklarda basınç arttıkça arttı. Aynı eğilim daha az tutarlı bir şekilde akma noktasında da gözlendi. 10 saniyelik jel kuvveti artan sıcaklıkla birlikte azalan bir eğilime sahipken, artan basınçla birlikte artan bir eğilime sahip olduğu görüldü. 10 dakikalık jeller artan basınçla arttı. Ancak sıcaklığın 10 dakikalık jeller üzerindeki etkisi konusunda tutarlı bir eğilim olmadığı görüldü. Üç IEDF örneği artan sıcaklıkla birlikte artan bir eğilime sahipken, diğer üç örnek artan sıcaklıkla birlikte bir azalma eğilimi gösterdi. Tüm akışkan örnekleri için yoğunluğun artmasıyla birlikte tüm reolojik özelliklerin arttığı gözlendi.
Özet (Çeviri)
Temperature and pressure-dependent rheology of invert emulsion drilling fluids (IEDF) are the main concerns of the drilling fluids industry for deep water and ultra-deepwater drilling operations where there is a long riser section from the sea surface to the sea floor. In deepwater drilling, the wellbore temperature profile varies in a wide range, from 40°F at the riser section to 350°F at the bottomhole. IEDFs become unnecessarily more viscous in low-temperature regions and less viscous than necessary in high-temperature regions. However, high pressure affects the rheology of IEDF inversely with respect to temperature. In deep water drilling, problems such as barite sag, excessive equivalent circulation density (ECD), loss of circulation, well control and hole cleaning are the main drilling problems adversely affected by the temperature and pressure-dependent behavior of IEDFs. This study experimentally investigated the rheological behavior of synthetic-based inverse emulsion drilling fluids (SBIEDF) at low temperatures and high pressures. SBIEDFs were formulated at 10, 12, 14, and 16 ppg densities at 70/30, 80/20, and 90/10 oil/water ratios (OWR). Rheological measurements were made using the Grace M3600 automatic viscometer and M7500 Ultra HPHT Rheometer at temperatures 40, 50, 60, and 70 °F and at a shear rate range of 5.11 to 1022 s-1 from atmospheric pressure to 12,500 psi. Bingham plastic viscosity (PV), Bingham yield point (YP), and 10-second/10-minute gels were determined as a function of temperature and pressure. As a result, the rheological properties of IEDF were highly affected by temperature and pressure. The plastic viscosity of the IEDFs decreased with increasing temperature at all pressures and it increased with increasing pressure at all temperatures. The same trend but less consistent was observed for the yield point. 10-second gel strength had a decreasing trend with increasing temperature and it had an increasing trend with increasing pressure. 10-minute gels increased with increasing pressure. However, there was no consistent trend for the effect of temperature on 10-minute gels. Three IEDF samples had an increasing trend with increasing temperature while the three samples had a decreasing trend with increasing temperature. Also, it was shown that all rheological properties were increased with increasing density for all fluid samples.
Benzer Tezler
- Asfalt-plastik karışımlarının reolojisi
Rheology of asphalt-plastics blends
YÜKSEL ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Kimya MühendisliğiFırat ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURSUN PEHLİVAN
- Durability and low temperature performance of asphalt mixtures modified by hydrophobic and hydrophilic nano-alumina
Hidrofobik ve hidrofilik nanoalümina ile modifiye edilmiş asfalt karışımlarının dayanıklılığı ve düşük sıcaklık performansı
MARYAM KHOOSHECHIN GILAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiAtılım Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ REZA SHABANI
- Investigating the effect of high hydrostatic pressure processing on textural, rheological, and sensory properties of cheese
Yüksek hidrostatik basınç işleminin peynir tekstür, reoloji ve duyusal özelliklerine etkisinin araştırılması
MUSTAFA ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2014
Gıda MühendisliğiUniversity of Wisconsin-MadisonGıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JOHN LUCEY
- Yumurta bileşenlerinin kek hamuru reolojisine ve kek tekstürüne etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effect of egg components on cake batter rheology and cake texture
BATUHAN İNANLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ALTAY