pengertian rheology properties

Arbi Riantono (1106138996)

Pengertian Rheology Properties

Kata Rheologi berasal dari bahasa Yunani yaitu Rheo (mengalir) dan Logos (ilmu), jadi Rheologi adalah ilmu yang menggambarkan aliran zat cair atau perubahan bentuk (deformasi) zat di bawah tekanan (Bringham & Crawford).

Rheologi dapat didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari deformasi dan aliran (flow). Secara Rheologi selanjutnya, sifat mekanis bahan dinyatakan berdasarkan 3 parameter, yaitu gaya, deformasi dan waktu. Sifat Rheologi adalah perilaku time-dependent stress dan strain, creep, stress relaksasi dan viskositas.

Jenis Rheology Properties

Seiring dengan meningkatnya permintaan pasar atas minyak dan gas, maka banyak cara dilakukan untuk meningkatkan hasiil produksi minyak dan gas. Mulai dari pengerboran tegak, miring, horizontal dan pengeboran di laut dalam. Disini kita akan membahas teknologi tentang Rhedology Properties agar dapat meningkatkan produksi minyak dan gas, diantaranya :

Conventional Drilling Fluids SystemSebuah lumpur bor merupakan cairan kompleks yang terdiri dari banyak aditif.

Jenis dan jumlah aditif berdasarkan metode pengeboran yang digunakan dan jenis sumur yang akan dibor. Pengeboran lumpur dapat secara luas diklasifikasikan sebagai lumpur berbasis air (WBM), lumpur berbasis minyak (OBM), lumpur berbasis sintetik (MBS), emulsi, invert emulsi, udara, cairan busa, dll.

Water Bassed Muds (WBM)Ini terdiri dari air / air garam sebagai fluida dasar. Karena mereka ramah

lingkungan, stek bor dapat dibuang mudah. Sebuah WBM konvensional menggunakan polimer sebagai viscosifying agen. Polimer yang digunakan dapat linear polimer, polimer silang, polimer sintetis, atau bio-polimer. Sebuah viscoelastic surfactant/ viskoelastik surfaktan (VES) lumpur pemboran adalah WBM yang menggunakan surfaktan memiliki keduanya kental dan karakteristik elastis dan dengan demikian dapat reheal sendiri dan mengembalikan sifat reologi. Meskipun VES berdasarkan pengeboran lumpur mahal dibandingkan dengan WBM konvensional, mantan tidak memerlukan pendingin lumpur sering dan dengan demikian dapat menghemat waktu pemakaian rig.

Kemajuan lebih lanjut / penelitian di WBM akan menggabungkan keunggulan dari kedua VES dan bio-polimer untuk mendapatkan campuran yang cocok yang dapat lebih besar daripada kerugian dari kedua VES dan bio-polimer.

Oil Bassed Muds (OBM)Oil Bassed Muds terdiri dari minyak sebagai fluida dasar. Cairan formulasi

kompleks dibandingkan dengan WBM, dan mahal. Keuntungan mereka termasuk cairan kontrol kerugian baik, tidak ada shale pembengkakan, pelumasan yang memadai untuk mengebor bit, baik cutting Kemampuan membawa dll kelemahan mereka termasuk miskin ikatan antara semen dan formasi akibat minyak basah permukaan,


blotong miskin membersihkan dan mungkin bahaya lingkungan, seperti rembesan ke akuifer dan menyebabkan polusi dll.

Kemajuan terbaru dalam OBM menggunakan kasar atau halus minyak sawit bukannya diesel untuk membuatnya lebih ramah lingkungan friendly. Hal ini akan membuatnya kompatibel dengan sebagian besar aditif seperti itu akan memiliki konten aromatik rendah yang kurang beracun bagi organisme laut dan air tawar.

Synthetic Bassed Muds (SBM)SyntheticBassed Muds mirip dengan OBM dalam komposisinya, kecuali fluida

dasar terdiri dari bahan sintetis bukan minyak. Isi aromatik rendah dibandingkan dengan OBM dan karena itu tidak beracun dan lebih ramah lingkungan. Generasi pertama MBS dibuat menggunakan polypha-olefin, ester atau eter. Memiliki viskositas kinematik tinggi yang membuatnya dapat memompakan cairan di dasar sumur dengan tekanan tinggi. Generasi kedua SBM merupakan versi improvisasi yang terdiri dari alfa olefin linear, parafin linier dan olefin diisomerisasikan [Friedheim, 1997] yang memiliki viskositas kinematik rendah dan dapat dioperasikan pada tekanan rendah. Generasi kedua SBM ini lebih ramah lingkungan dibandingkan generasi pertama SBM dan lebih hemat biaya dalam produksi.

Emulsion Drilling MudsEmulsion Drilling Muds ini terdiri dari air / air garam sebagai fase eksternal dan

minyak sebagai fase internal. Hidrokarbon sintetik menggantikan minyak sebagai fasa internal. Surfaktan digunakan untuk membuat dua fase larut. Cairan ini relatif mahal dibandingkan dengan WBM, namun lebih murah daripada OBM. Emulsion Drilling Muds ini ramah lingkungan dan aman saat dibuang ke lingkungan setelah menjalani tes Lingkungan Badan Perlindungan (EPA).

Invert Emulsion Muds (IEM)Invert Emulsion Muds ini terdiri dari minyak / hidrokarbon sintetis sebagai

eksternal fase dan air / air garam sebagai fase internal dan cairan Stabilitas dicapai dengan menambahkan surfaktan. keuntungan mereka termasuk generasi dari filter cake tipis, meningkat lubang stabilitas, peningkatan laju penetrasi, insensitiveness menuju serpih dll Mereka tidak biodegradable dan pengeboran lumpur menjadi tidak stabil pada suhu dan tekanan tinggi.

Perkembangan terbaru di invert emulsi pengeboran lumpur alkalinitas negatif invert emulsi pengeboran lumpur [Patel, 1999]. Ini terdiri dari ester sintetis sebagai fase dan eksternal air / air garam sebagai fase internal. Mereka memiliki rendah intrinsik viskositas dan cepat bio-penguraian. Mereka tahan terhadap kontaminasi oleh laut bubur semen air dan sangat stabil di bawah suhu tinggi dan tekanan. Mereka dibuat dari ester asam lemak tersedia dan karenanya mereka relatif murah dan ramah lingkungan.

Air Drilling FluidsAir Drilling Fluids umumnya digunakan dalam underbalance pengeboran, di

mana tidak ada kontak dengan sumur hidrokarbon atau air. Keuntungan dari proses pengeboran udara adalah tingginya tingkat penetrasi, tidak ada kontaminasi padat, tidak


ada kerusakan formasi, tidak ada kehilangan sirkulasi dll. Hal ini menyebabkan berkurangnya jumlah trips masuk dan keluar dari lubang sumur dan membuat proses ekonomis.

Foam FluidsFoam Fluids digunakan dalam pengeboran underbalance dan pengeboran air yang

sangat dalam di mana ruang pengeboran sangat sempit . Sedikit peningkatan kepadatan lumpur akan menyebabkan patah mikro / makro dan sedikit penurunan dalam lumpur kepadatan akan menyebabkan masuknya cairan ke dalam sumur bor karena tingginya tekanan pori. Dengan demikian, kontrol yang lebih baik atas Equivalent Circulating Density (ECD) diperlukan. Cairan busa umumnya terdiri dari fase cair 5-25 % dan 75-95 % fase gas. Fasa cair bisa air tawar atau air asin . Fasa gas biasanya gas inert. Surfaktan digunakan sebagai stabilizer dan terdiri dari sekitar 5 % dari sistem fluida. itu sistem fluida dapat dilakukan pembobotan dengan menggunakan air asin berat atau barites . Ia memiliki kemampuan membawa stek unggul dibandingkan dengan udara pengeboran cairan . Ada dua jenis busa cairan pengeboran : ( a) busa yang stabil yang merupakan sistem fluida busa biasa dengan air atau air asin sebagai fase kontinyu dan gas sebagai pendispersi fase , dan ( b ) busa kaku terdiri dari air atau viscosified air garam sebagai fasa kontinyu dan gas sebagai fase terdispersi.

Customized Drilling Fluids SystemCustomized Drilling Fluids System telah menunjukkan janji besar memfasilitasi

proses pengeboran dan meningkatkan producibility sumur minyak dan gas dengan signifikan ekonomi manfaat. Ini cocok untuk tujuan dirancang lumpur pemboran sistem untuk meminimalkan limbah ekonomi akibat yang berlaku kondisi formasi yang dibor dan, mereka dibahas dalam sesi berikut :

Reversible Invert Emulsion Drilling MudPengeboran lumpur yang menunjukkan karakteristik dari kedua emulsi dan invert

emulsi pengeboran lumpur disebut reversibel invert emulsion drilling mud [ Patel , 1998]. Mereka dapat dikonversi dari W/O emulsi O/W emulsi tanpa mengalami perubahan besar dalam reologi karakteristik dari cairan pengeboran dengan menggunakan bahan kimia yang beralih . W/O emulsi lebih disukai selama proses pengeboran dan O/W emulsi lebih disukai selama proses penyelesaian . Teknologi ini menggabungkan keunggulan dari kedua W/O dan O/W emulsi. Surfaktan yang digunakan dalam emulsi dapat terprotonasi untuk mendapatkan O/W emulsi dan dapat terdeprotonasi untuk mendapatkan W/O membalikkan emulsi. Proses ini dapat dicapai tanpa menghancurkan struktur molekul surfaktan. Minyak permukaan basah dari stek bor demikian dapat dikonversi ke permukaan air basah dan lebih ramah lingkungan . itu ikatan semen kini meningkat sebagai formasi adalah air basah dibandingkan minyak – basah.


High Membrane Efficiency Water Based Drilling MudShale pembengkakan adalah kejadian umum saat melakukan pengeboran dengan

WBM. Ini menyebabkan tekanan pori meningkat pada sumur bor dan kompromi stabilitas lubang sumur. OBM bisa digunakan sebagai alternatif tetapi mereka menimbulkan lingkungan dan keprihatinan pembuangan. MBS menghilangkan semua masalah yang dihadapi oleh OBM tetapi mereka mahal untuk memproduksi. Ini panggilan untuk lumpur berbasis air yang tidak sensitif terhadap shale. tinggi membran efisiensi lumpur berbasis air sehingga dikembangkan yang memiliki kapasitas untuk mempertahankan tekanan osmotik antara lubang sumur dan pembentukan serpih [Tan dan Drummond, 2002]. Peningkatan tekanan pori disebabkan karena untuk shale pembengkakan dapat diminimalkan dengan mengurangi kegiatan dari cairan pengeboran dan dengan meningkatkan membran efisiensi. Jika aktivitas dari cairan pengeboran kurang dari itu serpih tersebut , akan ada arus keluar osmotik cairan pori dari serpih ke dalam sumur bor. Dalam pengeboran kehilangan keseimbangan ada masuknya cairan pengeboran ke dalam formasi shale karena penetrasi tekanan lumpur. Tapi, jika aliran osmotik dari serpih adalah lebih dari masuknya cairan pengeboran ke shale, tekanan pori permukaan sumur bor akan jauh berkurang. Efisiensi membran dapat ditingkatkan dengan reaksi kimia antara fluida pengeboran dan shale, listrik pembatasan dan pengecualian ion , ikatan hidrogen dan tanah liat modifikasi.

Drilling Fluids For Depleted Mature ReservoirsDepleted Mature Reservoirs adalah waduk tekanan rendah dengan nilai yang

sangat rendah gradien fraktur. Mereka sangat rentan terhadap masalah pengeboran umum seperti pipa diferensial menempel, kerugian lumpur yang berlebihan, sumur bor runtuh dll. Sebuah inter-bedded shale atau cap batu akan membutuhkan densitas lumpur pemboran yang tinggi. Oleh karena itu, WBM konvensional tidak dapat digunakan untuk jenis seperti waduk. Solusi rekayasa memerlukan penggunaan OBM terdiri dari partikulat berukuran tanah bergradasi marmer (CaCO 3) dan bahan grafit tangguh (RGM) [Calder et al, 2009], atau yang dirancang khusus dengan WBM optimal berukuran asam larut partikel menjembatani [Al–Mehailani et al, 2009; Ezell dan Harrison, 2008]. ini partikulat akan membantu dalam memblokir dan menghentikan mikro / makro patah tulang. Jenis partikel, bentuk dan jumlah ini bahan didasarkan pada perkiraan lebar fraktur. itu lebar fraktur tergantung pada mekanika batuan , data yang hidrolik dan rezim tekanan. Teknologi ini akan dapat steker lebar rekahan mikro sampai dengan 1200 mikron. Kerugiannya dari teknik ini adalah peningkatan kepadatan lumpur jika jumlah partikel granular sangat tinggi dibandingkan dengan jumlah optimum.

Drilling Fluids With Pipe Freeing AgentsDifferential Pipe Sticking adalah salah satu masalah utama ditemui dalam

pengeboran kehilangan keseimbangan di mana drillstring yang akan tertanam ke dalam filter cake lumpur. Sebuah lumpur bor dicampur dengan cairan bercak umumnya digunakan untuk membebaskan pipa terjebak. Sebuah teknologi baru-baru ini menggunakan cairan bercak diperparah dengan kelas tinggi titik leleh aspal premium


dalam minyak diesel [Baker Hughes]. Setelah itu melihat ke lokasi yang diperlukan, pengeboran sirkulasi lumpur dihentikan dan mulai mengeluarkan menyaring kue melalui pembasahan dan flokulasi. Setelah penghapusan filter cake, ia mulai membentuk tipis dan sulit filter cake yang mengurangi tekanan diferensial. Hal ini juga melumasi bagian terjebak dari drillstring dan mengurangi drag dan torsi pada drillstring sehingga dapat dilepaskan oleh mengguncang atau memutar.

Coalbed Methane (CBM) Drilling FluidsSebagai perbatasan sumur CBM didorong ke pengeboran ranah horisontal,

pentingnya cairan pengeboran menjadi penting secara ekonomi. Cairan perlu untuk menstabilkan lubang sumur selama fase pengeboran dan juga meminimalkan kekurangan produksi disebabkan oleh kerusakan. Baltoiu dkk. [Baltoiu et al, 2008] disajikan dua versi (casing atau openhole aplikasi) yang baru dikembangkan oleh pengeboran cairan inovatif menciptakan serangkaian intim, sangat rendah-jembatan permeabilitas permukaan, atau tikar, di berpotongan patah tulang, cleat wajah, dan patah tulang tektonik. Cairan mencapai hal ini dengan memanfaatkan permukaan kuat listrik muatan batubara. Bahan bangunan filtercake di pengeboran cairan yang melekat pada wajah batubara dengan listrik biaya tarik, bukan tergantung hanya pada tekanan perbedaan antara cairan yang beredar dan pembentukan batubara tekanan.

Drilling Fluids For HTHP ApplicationsKebutuhan cairan dengan suhu layanan di atas 300 F telah meningkat di luar

kemampuan konvensional bio-polimer untuk membuat cairan rheologically stabil. Itu cairan pengeboran yang digunakan dalam suhu tinggi, tekanan tinggi aplikasi (HTHP) cenderung menunjukkan perilaku kendur. Hal ini dapat juga menunjukkan sineresis mana cairan dikeluarkan dari struktur gel. Ini panggilan untuk kebutuhan pengeboran lumpur HTHP yang memiliki nilai tinggi viskositas rendah laju geser (LSRV) dan tinggi anti-kendur kemampuan [Knut et al, 2004]. Sebuah khusus dirumuskan organophilic liat digunakan yang terdiri dari tanah liat material dan amina kuarterner. Ini memberi lumpur pengeboran yang kemampuan yang unik menahan kendur partikel karena mengurangi viskositas. Mereka ditambahkan pada 0.5-5 lb/bbl konsentrasi untuk meningkatkan kemampuan suspensi pengeboran cairan. Industri lain pendekatan diterima adalah penggunaan high-density termal stabil polimer solusi [Ezell dan Harrison, 2008].

Drilling Fluids With Shale InhibitorsWBM cenderung bereaksi dengan serpih serpih menyebabkan pembengkakan dan

peningkatan tekanan pori. Sebuah pengeboran fluida dengan polialkilen glikol (PAG) dapat mengatasi masalah ini dan paling lazim di pengeboran melalui shale [MI Swaco]. Itu PAG menunjukkan perilaku awan titik yang menyebabkan polyglycol menjadi tidak larut atau mengendap di dalam solusi pada suhu tertentu. Mereka membentuk penghalang dengan cara menghubungkannya pori-pori serpih dan mencegah pemerataan tekanan hidrostatik yang membantu dalam mencegah air migrasi ke serpih tersebut. Awan titik PAG tergantung pada konsentrasi polyglycol dan fase air salinitas. Proses di mana PAG stabil shale adalah kimia adsorpsi. Sebagai mengaburkan keluar


dari PAG meningkat, adsorpsi permukaan meningkat. Terlepas dari shale stabilisasi mereka juga membantu dalam meningkatkan kontrol kehilangan cairan HTHP, meningkatkan kualitas blotong, memberikan pelumasan dengan bor, mengurangi Faktor kulit dan bit balling.

pengertian rheology properties

Documents