مطالعه آزمایشگاهی و تست میدانی کاربرد کره های شیشه‌ای توخالی بمنظور ایجاد سیال حفاری پایه آبی با وزن پایین (سبک)

سیال حفاری ترکیبی از سیال است که در عملیات حفاری چاه ژئوترمال، نفت و گاز استفاده می شود. ایجاد فشار هیدرواستاتیک، حمل کنده های حفاری به سطح و حفظ پایداری حفره چاه همراه با وظایف مهم دیگر برای سیال حفاری ضروری است. در مخازن فشار کم، فشار هیدرواستاتیک سیال حفاری بایست کم باشد. به منظور دستبابی به این امر، وزن سیال بایست کم باشد. همچنین، استفاده از سیال حفاری با چگالی بالاتر ممکن است منجر به شکست سازند و در نهایت، هرزروی گل حفاری به درون سازند به صورت جزئی یا کامل شود که محتمل به مشکلات جدی ختم می شود. برای دستیابی به چگالی گل کمتر، شیوه هایی از قبیل کاربرد حفاری با هوا و گل پایه روغنی ارجح است. اگرچه، ناشی از دلایل زیست محیطی و هزینه، کره های شیشه ای توخالی به عنوان جانشین جدی مطرح هستند. هدف از این مقاله یافتن نوع مناسب کره های شیشه ای توخالی در ترکیب مطلوب گل پایه آبی است. در این مقاله، کره های شیشه ای توخالی قابلیت فراهم نمودن چگالی پایین تا 6.88 پوند بر گالن در قیاس با چگالی آب 8.33 پوند بر گالن دارد. کره های شیشه ای توخالی بر اساس مقاومت فشاری و بهبود خواص گل از قبیل صافاب گل، رئولوژی، کیفیت کیک گل، میزان قلیانیت و مقاومت ژله ای انتخاب شدند. پس از انتخاب نوع مناسب کره های شیشه ای توخالی، تست های آزمایشگاهی با سیستمهای مختلف سیال حفاری پایه آبی شامل گل پلیمری – کلرید پتاسیم، گل پایه پلیمری با غلظت های مختلف کره های شیشه ای توخالی انجام شد. گل پایه پلیمری با کره های شیشه ای توخالی بهترین یازدهی در خواص کیک گل و قابلیت انتقال نشان داد. همچنین، سیال مذکور در دماهای بالاتر برای چاههای ژئوترمال ارزیابی شد و مشخص شد که کره های شیشه ای توخالی افزوده شده به سیال حفاری سبک در دماهای بالاتر کارایی مناسبی دارد. همچنین، استفاده موفقیت آمیز از کره های شیشه ای در تست میدانی به طور کامل در این مقاله ارائه شده است.