Innovative formulation for drilling operation to avoid fluid losses

In the Oil and Gas sector, the continuous increase in the price of fossil fuel and the decreasing in the reserves have asked an optimization in the engineering technique for the extraction. In particular, the loss of drilling fluids represents one of the most important concerns of the perforation operations that determines consistent economic losses and, in some cases, the shutdown of well. For this reason, there are many studies in order to find new methods and innovative formulations able to avoid the loss of drilling mud. The state of art of drilling fluids offers a great quantity of additives that can be used in the operations but they do not satisfy all the expectations, so possible solutions are still investigated. The aim of this work is to develop a suitable formulation that improves the modern techniques and helps to reduce the cost of the extraction phase. The idea is to develop and analyse a bicomponent mixture that can simplify the occlusion of possible fracture or caves in the hole bore, blocking any losses. In particular, two different recipes are finally obtained in order to be used according to the kind of the mud: a hydrophilic monomer mixture for OBM and a hydrophobic monomer mixture for WBM. The operative constraints (temperature, stability and time of reaction) are fulfilled tuning the quantity and the type of couple of initiators used. By varying the relative quantities of monomers, initiator, crosslinking agent and operative conditions it is possible to find out an optimal formulation that can be applied as potential solution to the fluid losses problem.

Nel settore ‘Oil and Gas’, il continuo aumento dei prezzi del combustibile e il deperimento delle riserve hanno richiesto un’ottimizzazione delle tecnologie per l’estrazione. In particolare, la perdita dei fluidi di perforazione rappresenta uno dei più grandi problemi tecnici durante le operazioni di trivellazione, che può determinare perdite economiche consistenti, ed in alcuni casi la chiusura del pozzo. Per questo motivo, molte ricerche sono focalizzate sul trovare nuovi metodi e formulazioni innovative in grado di evitare la perdita dei fanghi di perforazione. Lo stato dell’arte offre una grande quantità di additivi che possono essere utilizzati nelle operazioni, ma che non soddisfano tutti i requisiti, perciò si indaga ancora per possibili nuove soluzioni. Lo scopo di questo lavoro è quello di sviluppare una formulazione adeguata che migliori le tecniche moderne e aiuti a ridurre i costi nelle fasi di estrazione. L‘idea è di sviluppare una miscela bicomponente che possa semplificare l’occlusione di eventuali fratture, bloccando le perdite dei fluidi. In particolare, sono state ottenute due diverse formulazioni per essere utilizzate in base al tipo di fango utilizzato nelle operazioni: una miscela di monomeri idrofili per il fango a base oleosa e una miscela di monomeri idrofobi per il fango a base acquosa. I vincoli operativi (temperatura, stabilità e tempo di reazione) sono rispettati, regolando la quantità e il tipo di coppia di iniziatori utilizzati. Variando le relative quantità di monomeri, iniziatori, agenti reticolanti e condizioni operative è possibile identificare una formulazione ottimale che può essere applicata come soluzione potenziale al problema delle perdite di fluidi di perforazione.