Petrol ve doğalgaz sondajlarında formasyona uygun sondaj akışkanı seçimi
Drilling fluid selection due to geological formation in oil andnatural gas drilling
Yazar: MİRKAN KARTAL
Danışman: PROF. DR. ERGÜL YAŞAR
İskenderun Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği = Petroleum and Natural Gas Engineering

Özet:
Çağdaş medeniyetler seviyesinin üzerine çıkma hedefi olan ülkemizin güçlü bir ekonomi ile kurulmuş enerji ağı ve talep edilen ham maddelerin uygun maliyetle kayda değer karlılıkla elde edilebilmesidir. Enerjinin temel taşlarından olan hidrokarbon aramalarında yapılan sondaj çalışmalarında sondaj esnasında karşılaşılan formasyondan kaynaklı problemlerin çözümü noktasında arazi ve laboratuvar çalışmaları ile sondaj performansını artırıcı bir takım çalışmalar yapılmıştır. 
Yapılan çalışma ile her formasyon farklı bölgelerde farklı özellikler göstermesinden dolayı formasyondan kaynaklanan kuyu stabilite problemlerinin aşılması adına en etkin müdahale reçeteleri ayrı ayrı tanımlanmıştır. Hidrokarbon sondaj çalışmalarında formasyondan kaynaklanan problemlerden kuyu stabilite, formasyon basıncı ve hidrostatik basınç dengesi öncelikli olarak ele alınmıştır. Kuyu stabilite ve formasyon basıncı için sondaj sıvısının viskozite, yoğunluk, jel değerleri, sıvı kaybı, kil içeriği ve tuzluluğu gibi değerler arazide sondaj esnasında değerlendirmesi yapılarak optimum sondaj verimliliği ortaya çıkarılmıştır.
Formasyona yönelik alınan farklı numunelere Metilen Blue Test (MBT), sıvı kaybı, kalsiyum,  depo kireç miktarı olan Pf, Mf ve Pm testleri, çamur ağırlığı, reoloji, klor (Cl) ve potasyum (K) testleri uygulanmıştır. Lignosülfonat çamurlarında karboksi metil selüloz (CMC LV) kullanılırken potasyum klorür (KCL) çamurlarında nişasta ve polianyonik selüloz (PAC LV) kullanımının daha iyi sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Reolojiyi destek anlamında xandan (XCD) ve flo-vis plus gibi kimyasallar verilerek sonuçlarda iyi değerler elde edilmiştir. 
Yapılan deneyler sonucunda kimyasalların hangi şartlarda kullanımının sondaj akışkanının verimliliğini artıracağı belirlenmiştir. Bu kapsamda viskozite değeri 73 sn/qt' den 51 sn/qt değerine indirgenmiş, çamur ağırlığı formasyon stabilite problemine karşın 71 ppcf' den 72 ppcf değerine çıkarılarak kuyuda meydana gelen yıkılmaların önüne geçilebilmiştir. Formasyon çatlama basıncına göre çamur ağırlığı tedrici kaçak ve tam kaçaklara sebebiyet vermemek amacıyla 86 ppcf' den 85,5 ppcf değerine düşürülmüştür. Sondaj çamuru içerisinde tespit edilen kil oranı artışına yönelik 15 lb/bbl olan kil miktarı 11,25 lb/bbl'e düşürülmesi esnasında sisteme taze çamur verilip, decanderın (kil ayıracı) faal olarak çalıştırılması ile elde edilmiştir.

Abstract:
Our country's goal of rising above the level of contemporary civilizations is the energy network established with a strong economy and the availability of demanded raw materials at reasonable cost and with remarkable profitability. A number of studies have been carried out to increase the drilling performance with field and laboratory studies at the point of solving the problems arising from the formation encountered during drilling in hydrocarbon exploration, which is one of the cornerstones of energy. 
In the study, the most effective intervention recipes were defined separately in order to overcome the well stability problems arising from the formation, since each formation shows different characteristics in different regions. In hydrocarbon drilling studies, well stability, formation pressure and hydrostatic pressure balance are considered as a priority among the problems arising from the formation. Values such as viscosity, density, gel values, fluid loss, clay content and salinity of the drilling fluid for well stability and formation pressure were evaluated during drilling in the field and drilling efficiency was revealed. 
Methylene blue test (MBT), fluid loss, calcium, alkalinity, Pf, Mf and Pm tests whicj are the amount of tank lime content, sludge weight, rheology, chlorine (Cl) and potassium (K) tests were applied to different samples taken for the formation. It has been determined  that the use of carboxy methyl cellulose (CMC LV) in lignosulfonate sludges, starch and poly anionic cellulose (PAC LV) in potassium chloride (KCl) sludges were deemed appropriate. In terms of supporting rheology, good results were obtained by giving chemicals such as xandan (Xcd) and flo-vis plus. 
As a result of the experiments, it was determined under which conditions the use of chemicals would increase efficiency of drilling fluids. In this context, The viscosity value was reduced from 73 sec/qt to 51 sec/qt, and the sludge weight was increased from 71 ppcf to 72 ppcf despite the formation stability problem, thus preventing collapses in the well. According to the formation cracking pressure, the sludge weight was reduced from 86 ppcf to 85,5 ppcf in order not to cause gradual leakage and full leakage. It was obtained by adding fresh mud to the system and operating the decander (clay separator) actively, while reducing the clay amount from 15 lb/bbl to 11,25 lb/bbl for the increase in the clay ratio detected in the drilling mud.