Perlitin su bazlı sondaj çamurlarında katkı maddesi olarak kullanılmasının araştırılması
Investigation on the use of perlite as additives in water based drilling muds
Yazar: ÇAĞLAR EKER
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH ÖZKAN
İskenderun Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği = Petroleum and Natural Gas Engineering
Dizin: Filtreleme = Filtration ; Perlit = Perlite ; Reolojik özellikler = Rheologic properties ; Sondaj sıvısı = Drilling fluid

Özet:
Sondaj uygulamalarında başarılı bir operasyon gerçekleştirmek için kullanılan sondaj akışkanının performansı oldukça önemlidir. Son zamanlarda özellikle pahalı teknolojilerin kullanıldığı yatay ve derin deniz sondajlarındaki gelişmelerin yanı sıra sondaj çamuru teknolojisindeki gelişmeler de ekonomik anlam kazanmıştır. Çevre korumaya yönelik yasal düzenlemelerin getirdiği yeni yükümlülüklere çözüm aranırken aynı zamanda da mevcut sorunlara daha etkin çözüm yöntemleri arayışları devam etmektedir. Bahse konu olan bu durum doğrudan veya dolaylı olarak sondaj sıvısı ile ilişkilidir. Sondaj sıvısının temel görevleri; kayaç ve kırıntıların yüzeye taşınması, yer altı basıncını kontrol edilmesi, sondaj kuyusunun denge ve desteğinin sağlanması, kuyu tabanının temizlenmesi, matkap ve sondaj dizisinin soğutulması yağlanması, göçme ve oyuk oluşumuna engel olmak için geçirimsiz bir pastanın oluşturulması, yüksek basınçlı formasyonların kontrol edilmesi, sondaj dizisi ve koruma borularının taşınması, korozyona karşı koruyucu olması olarak ifade edilebilir.
Bu çalışmada; hem petrol hem de doğalgaz sondaj işlemlerinin önemli bir maliyet yükünü oluşturan sondaj çamuruna, ham perlit ve genleştirilmiş perlit ayrı ayrı eklenip sondaj çamurunun daha efektif kullanılması amaçlanmıştır. Bu bağlamda su bazlı sondaj çamuruna farklı oranlarda ham perlit (%0,5-5 k/h) ve genleştirilmiş perlit (%0,1-0,6 k/h) eklenerek hazırlanan sondaj çamuru numunelerinin; plastik viskozite, görünür viskozite, kopma (akma) noktası, jel mukavemeti (10 saniye, 10 dakika) gibi reolojik analizlerinin yanı sıra, sıvı kaybı ve kek kalınlığı gibi filtrasyon özellikleri de incelenmiştir.
Amerikan Petrol Enstitüsü (API) standartlarına göre gerçekleştirilen bu çalışmayla elde edilen sonuçlar incelendiğinde; ham perlit ve genleştirilmiş perlit ilave edilmiş sondaj çamurunun, spud (ham perlit ve genleştirilmiş perlit katkısız) çamura göre daha iyi reolojik özellik gösterdiği tespit edilmiştir. Dolayısıyla gerek ham perlitin gerekse de genleştirilmiş perlitin sondaj çamuru katkı maddesi olarak kullanılabileceği kanaatine varılmıştır.

Abstract:
The performance of the drilling fluid used is very important to perform a successful operation in drilling applications. Recently, developments in drilling mud technology have gained economic significance as well as developments in horizontal and deep-sea drilling, where expensive technologies are used. While seeking solutions to the new obligations brought by the legal regulations on environmental protection, the search for more effective solutions to existing problems continues. This situation is directly or indirectly related to the drilling fluid. The main tasks of the drilling fluid; transporting rock and debris to the surface, controlling underground pressure, providing stability and support of the borehole, cleaning the bottom of the well, cooling and lubricating the drill string, forming an impermeable paste to prevent collapse and cavities, controlling high pressure formations, array and protection pipes can be expressed as transportation and corrosion protection.
In this study; It is aimed to use the drilling mud more effectively by adding raw perlite and expanded perlite separately to the drilling mud, which constitutes a significant cost burden for both oil and natural gas drilling operations. In this context, the drilling mud samples prepared by adding different rates of raw perlite (0,5-5% k/v) and expanded perlite (0,1-0,6 k/v) to the water-based drilling mud; In addition to rheological analyzes such as plastic viscosity, apparent viscosity, breaking (yield) point, gel strength (10 seconds, 10 minutes), filtration properties such as fluid loss and cake thickness were also investigated.
When the results obtained from this study, which was carried out according to the American Petroleum Institute (API) standards, are examined; It has been determined that drilling mud with added raw perlite and expanded perlite has better rheological properties than spud (raw perlite and expanded perlite free) mud. Therefore, it was concluded that both raw perlite and expanded perlite can be used as drilling mud additives.