Hole Cleaning Performance of Oil and Water based Drilling Fluids in Circular and Non-Circular Boreholes.

Boring av brønner i olje- og gassindustrien kan i dag gjøres til lengder over 10.000 meter, og hoveddelen av en så lang brønn vil være horisontal. En viktig forutsetning for å kunne bore slike brønner er en effektiv fjerning av borkaks fra hullet. Dette skjer ved å bruke komplekse borefluid designet for de spesifikke forhold. Om disse ikke fungerer tilstrekkelig kan hele boreoperasjonen bli forstyrret med alle de konsekvenser det kan ha. Prosjektet har benyttet eksperimentelle aktiviteter til å øke forståelsen av fluidenes evner til å transportere bort kaksbiter. Særlig fundamentale forskjeller i transportegenskaper mellom oljebaserte og vannbaserte borefluider er studert. Indutriell erfaring peker mot at oljebaserte fluid har sine fordeler innen hullrensing. Det har derimot ikke vært klart om dette skyldes fluidenes kakstransportegenskaper eller om fluid og formasjon i kombinasjon gir økt kaksproduksjon. Kakshåndteringen fra oljebaserte fluid krever mer omfattende håndtering og tilhørende kostnader. Dersom en forstår bakgrunnen for de ulike egenskapene bedre kan dette åpne for utvikling av vannbaserte fluid med mer effektiv hullrensingsegenskap enn den disse har i dag. Dette vil gi både lavere borekostnader og redusere potensiell miljøbelastning. Funn i prosjektet viser at olje- og vannbaserte fluid, med like egenskaper målt etter gjeldende prosedyrer industrielt, har vesentlig forskjellig kapasitet til kakstransport. Siden kakstransportmodeller hovedsakelig er basert på eksperiment med vannbaserte fluid kan dette bety at eksisterende modeller må undersøkes nærmere og forbedres for å gi tilfredsstillende resultat.

Drilling fluids are one of the most important factors for safe, efficient and economic oil well drilling. Hole cleaning capacity is one of the essential functions of the drilling fluid. Current field experience states that oil based drilling fluids are su perior with respect to more efficient hole cleaning than water based drilling fluids, even if the fluid properties are equal as measured in accordance with API specifications. Furthermore, drilling progress is 5-30% faster if oil based drilling fluids are used than if water based drilling fluids are used. Some theories exist in the industry why oil based drilling fluids are superior to water based drilling fluids, but none of these have been properly verified. Experience show that improvement of the dril ling fluids down hole performance frequently result in an increased waste handling operation on the surface. This waste handling operation is one of the more costly operations during drilling. To be able to design a drilling fluid with good down hole per formance and with good waste treating properties it is necessary for the industry to understand why oil based drilling fluids perform significantly better than water based drilling fluids. This application addresses the knowledge need to understand diff erences in oil based and water based fluid behaviour, including rheological and hydraulic behaviour. Fluids performance will be evaluated in an experimental test rig with both circular and non-circular wellbore geometry. This knowledge can be used to opti mise oil based drilling fluid design and to construct water based drilling fluids that can be a real alternative to oil based fluids.