Ecological Biodegradable Additives for Improving Rheological and Filtration Characteristics of Water-Based Drilling Mud

Solutions used in well drilling must have a number of properties that ensure their functionality. Along with cleaning the bottomhole, removing drilling mud, cleaning and cooling the drill bit, they must maintain hydrodynamic pressures in the well to prevent formation fluids from entering the wellbore and absorption of the drilling mud, as well as regulate the formation of a thin filter cake that covers the pores in the rocks being drilled, which prevents them from crumbling. In drilling practice, drilling muds on water, hydrocarbon and aerated basis are used. From the point of view of environmental safety, water-based solutions are preferable. But to ensure the necessary properties of water-based drilling muds, a number of special chemical additives are used, which, being toxic products of long action, have a negative impact on the environment. Currently, the task is to develop new drilling muds that not only ensure the drilling process in any, including difficult conditions, but also do not harm the environment. The economic component of the issue should also be taken into account. In order to obtain new environmentally friendly drilling fluids, as well as to solve the problem of accumulation of food waste, it is proposed to use biodegradable additives obtained from plants or agro-industrial waste. The article presents studies of the effect of bioadditives on the rheological and filtration characteristics of water-based drilling fluids. The effect of plant additives on the viscosity, density, yield point, filtration of drilling fluids, as well as on the formation and thickness of the clay cake is shown. In addition, the possibility of using agro-industrial waste, such as orange and tangerine peel, sunflower seeds, rice and peanut husks, eggshells, as an alternative to polymers currently used to reduce and prevent absorption of drilling fluids is shown. The possibility of using biodegradable additives as potential environmentally friendly and inexpensive additives to drilling fluids is considered.

Экологические биоразлагаемые добавки для улучшения реологических и фильтрационных характеристик бурового раствора на водной основе

Растворы, применяемые при бурении скважин, должны обладать рядом свойств, обеспечивающих их функциональность. Наряду с очисткой забоя, выносом бурового шлама, очисткой и охлаждением бурового долота, они должны обеспечивать поддержание гидродинамических давлений в скважине – для предотвращения проявления пластовых флюидов в ствол скважины и поглощений бурового раствора, а также регулировать образование тонкой фильтрационной корки, перекрывающей поры в разбуриваемых породах, что предотвращает их осыпание. В практике бурения применяют буровые растворы на водной, углеводородной и аэрированной основе. С точки зрения экологической безопасности растворы на водной основе являются предпочтительными. Но для обеспечения необходимых свойств буровых растворов на водной основе применяют ряд специальных химических добавок, которые, являясь токсичными продуктами длительного действия, оказывают негативное влияние на окружающую среду. В настоящее время стоит задача разработки новых буровых растворов, не только обеспечивающих процесс бурения в любых, в том числе затрудненных, условиях, но и не наносящих вред окружающей среде. При этом должна учитываться и экономическая составляющая вопроса. С целью получения новых экологически чистых буровых растворов, а также решения проблемы накопления пищевых отходов предлагается применять биоразлагаемые добавки, полученные из растений или агропромышленных отходов. В обзорной статье представлены исследования влияния биодобавок на реологические и фильтрационные характеристики буровых растворов на водной основе. Показано влияние растительных добавок на вязкость, плотность, предел текучести, фильтрацию, буровых растворов, а также на образование и толщину глинистой корки. Кроме того, показана возможность использования агропромышленных отходов, таких как апельсиновая и мандариновая корка, семена подсолнечника, шелуха риса и арахиса, яичная скорлупа, в качестве альтернативы полимерам, используемым в настоящее время для снижения и предотвращения поглощения буровых растворов. Рассмотрена возможность использования биоразлагаемых добавок в качестве потенциальных экологически чистых и недорогих добавок в буровые растворы.