Analisi di diverse tecnologie per la rimozione del pannello depositato dai fluidi di perforazione nei pozzi orizzontali

One of the main function of a drilling fluid (often called “mud”) is providing the stability of the hole, preventing its walls from collapse. This can be achieved through what is called a filter cake, a thin layer of material able to stabilize the wellbore. The solids within the filter cake hinder the filtration of the drilling fluid into the formation, reducing the level of damage. The filter cake can nevertheless reduce the productivity (or injectivity) of a well by modifying the normal flux of hydrocarbons or blocking the completion tools. This is especially true for horizontal wells, where the drawdown is not always high enough to remove the cake during flow back. Specific treatments often represent the only solution. Hydrochloric acid or organic solvents do not let always obtain a uniform and gradual removal of the filter cake. New formulated systems, named filter cake breakers, are nowadays available. Water-based filter cakes are treated with fluids containing an organic acid precursor that undergoes hydrolysis when it comes in contact with water, releasing the corresponding acid. Oil-based filter cake are removed through breakers containing surfactants, like microemulsions, in order to achieve a high solubilization of oil inside the system and restore the water-wet state of solids, making them acid soluble. Finally, special reversible drilling fluids exist that are able to bring back the solids to a water-wet state when pH gets lower. All the tests on these breakers, carried out in Eni’s laboratories, allow the evaluation of their efficacy at downhole conditions and give the basis for the choice of the most suitable drilling fluid and related breaker.

Una delle principali funzioni di un fluido di perforazione (detto anche “fango”) è quella di assicurare la stabilità del foro, prevenendo il rischio di un collasso delle sue pareti. Ciò avviene attraverso la creazione di quello che viene definito pannello o filter cake, un sottile strato di materiale in grado di rendere più stabile lo scavo. I solidi che costituiscono il pannello ostacolano la filtrazione del fluido di perforazione all’interno della formazione, riducendone il danneggiamento. La presenza del pannello può, però, ridurre la produttività (o iniettività) del pozzo, alterando il corretto flusso di idrocarburi e ostruendo le attrezzature di completamento. Ciò è vero soprattutto per i lunghi tratti orizzontali in cui la ridotta caduta di pressione tra giacimento e pozzo in erogazione non è sempre sufficiente ad asportare il filter cake durante la fase di spurgo. La necessità di ricorre a trattamenti specifici rappresenta spesso l’unica soluzione. L’impiego di acido cloridrico o di lavaggi con solventi organici non consente sempre di ottenere una rimozione uniforme e graduale del pannello. Nuovi sistemi formulati per questo scopo, i cosiddetti filter cake breaker, sono oggi disponibili sul mercato. II pannello dei fluidi di perforazione a base acqua è trattato mediante sistemi basati su precursori di acidi organici capaci di idrolizzarsi a contatto con l’acqua e rilasciare progressivamente l’acido. Il filter cake di fluidi di perforazione a base olio è invece sottoposto all’azione di sistemi, come le microemulsioni, contenenti tensioattivi in grado di solubilizzare al loro interno la fase organica del pannello e ripristinare la bagnabilità all’acqua dei solidi, rendendoli aggredibili mediante acido. Infine speciali fluidi di perforazione, definiti reversibili, sono in grado di ripristinare lo stato water-wet dei solidi in corrispondenza di un abbassamento del pH. La sperimentazione di tutti questi sistemi, condotta presso i laboratori Eni, ha avuto lo scopo di valutare la loro efficacia in condizioni di fondo pozzo e ha consentito di selezionare il fluido di perforazione e il corrispondente breaker che meglio si adattassero alle condizioni assegnate.