Relations Between Structure and Efficiency of Polymeric Additives for Drilling Fluids

Relations entre structure et efficacité des additifs polymères pour fluides de forage

Institut Français du Pétrole

Abstract

A laboratory study has been undertaken to elucidate the influence of structural parameters of polymer/electrolyte systems commonly used for the formulation of water-based drilling fluids on their performances as filtrate reducers or cuttings dispersion inhibitors. The dependence of properties of bentonite/polymer/electrolyte systems on polymer molecular characteristics has been studied. The results indicate that polymer dimensions which depend on both salinity and polymer molecular weight have a major influence on the efficiency in inhibiting cuttings dispersion. Filtration properties of the investigated model fluids have been found to be strongly dependent on polymer/bentonite interactions : an increase in molecular weight of polymeric additives can induce clay particle flocculation resulting in poor filtration control whereas an increase in polymer negative charges improves bentonite dispersion and thus filtration properties.

Résumé

Une étude de laboratoire a été entreprise pour évaluer l'influence exercée par les paramètres structuraux des systèmes polymère/électrolyte couramment utilisés pour la formulation de fluides de forage à base d'eau sur leurs performances en tant que réducteurs de filtrat ou inhibiteurs de dispersion des déblais. Les relations entre les propriétés des systèmes bentonite/polymère/électrolyte et les caractéristiques moléculaires du polymère ont été étudiées. Les résultats montrent que les dimensions du polymère qui dépendent à la fois de la salinité et du poids moléculaire ont une influence majeure sur son efficacité à inhiber la dispersion des déblais. On a constaté que les propriétés de filtration des modèles de fluides étudiés dépendent fortement de l'interaction polymère/bentonite : une augmentation du poids moléculaire des additifs polymères peut entraîner une floculation des particules argileuses provoquant un mauvais contrôle de filtration, alors qu'une augmentation des charges négatives du polymère améliore la dispersion de la bentonite et par conséquent ses qualités de réducteur de filtrat.