Fonte: Oil& Gas UK
La perforazione di pozzi più profondi, più lunghi e più impegnativi è stata resa possibile dai miglioramenti nelle tecnologie di perforazione, compresi fluidi di perforazione più efficienti ed efficaci. I fluidi di perforazione, noti anche come fanghi di perforazione, vengono aggiunti al pozzo per facilitare il processo di perforazione sospendendo le talee, controllando la pressione, stabilizzando la roccia esposta, fornendo galleggiabilità, raffreddamento e lubrificazione.
Già nel III secolo AC, i cinesi stavano usando fluidi di perforazione, sotto forma di acqua, per aiutare a permeare il terreno durante la perforazione di idrocarburi. Il termine “fango” è stato coniato quando a Spindletop negli Stati Uniti, i perforatori gestivano una mandria di bovini attraverso un campo annacquato e usavano il fango risultante per lubrificare il trapano.
Mentre la tecnologia e la chimica dei fluidi di perforazione sono diventate molto più complesse, il concetto è rimasto lo stesso. I fluidi di perforazione sono essenziali per il successo della perforazione, massimizzando il recupero e riducendo al minimo il tempo necessario per ottenere il primo olio.
Scopi del fluido di perforazione
Durante la perforazione, le talee vengono ovviamente create, ma di solito non rappresentano un problema fino all’arresto della perforazione perché un drillbit richiede la sostituzione o un altro problema. Quando ciò accade e i fluidi di perforazione non vengono utilizzati, le talee riempiono nuovamente il foro. I fluidi di perforazione sono usati come strumento di sospensione per evitare che ciò accada. La viscosità del fluido di perforazione aumenta quando il movimento diminuisce, consentendo al fluido di avere una consistenza liquida durante la perforazione e quindi trasformarsi in una sostanza più solida quando la perforazione si è interrotta. Le talee vengono quindi sospese nel pozzo fino a quando il trapano non viene nuovamente inserito. Questa sostanza gelatinosa si trasforma di nuovo in un liquido quando la perforazione inizia il backup.
I fluidi di perforazione aiutano anche a controllare la pressione in un pozzo compensando la pressione degli idrocarburi e delle formazioni rocciose. Gli agenti di pesatura vengono aggiunti ai fluidi di perforazione per aumentare la sua densità e, quindi, la sua pressione sulle pareti del pozzo.
Un’altra importante funzione dei fluidi di perforazione è la stabilizzazione della roccia. Vengono utilizzati additivi speciali per garantire che il fluido di perforazione non venga assorbito dalla formazione rocciosa nel pozzo e che i pori della formazione rocciosa non siano ostruiti.
Più lungo è il pozzo, più è necessaria l’asta di perforazione per perforare il pozzo. Questa quantità di tubo di perforazione diventa pesante e il fluido di perforazione aggiunge galleggiabilità, riducendo lo stress. Inoltre, il fluido di perforazione aiuta a ridurre l’attrito con la formazione rocciosa, riducendo il calore. Questa lubrificazione e raffreddamento aiuta a prolungare la vita del drillbit.
Tipi di fluidi di perforazione
I fluidi di perforazione sono a base di acqua, olio o sintetici e ogni composizione fornisce soluzioni diverse nel pozzo. Se la formazione rocciosa è composta da sale o argilla, deve essere intrapresa un’azione adeguata affinché i fluidi di perforazione siano efficaci. Infatti, un ingegnere del fluido di perforazione supervisiona la perforazione, aggiungendo additivi per fluidi di perforazione durante tutto il processo per ottenere una maggiore galleggiabilità o ridurre al minimo l’attrito, qualunque sia la necessità.
Oltre a considerare la composizione chimica e le proprietà del pozzo, un ingegnere del fluido di perforazione deve anche tenere conto dell’impatto ambientale quando prescrive il tipo di fluido di perforazione necessario in un pozzo. I fluidi di perforazione a base di olio possono funzionare meglio con una roccia più salata. I fluidi di perforazione a base d’acqua sono generalmente considerati meno dannosi per l’ambiente durante le perforazioni offshore.
Anche lo smaltimento dei fluidi di perforazione dopo il loro utilizzo può essere una sfida. I recenti progressi tecnologici hanno stabilito metodi per il riciclaggio dei fluidi di perforazione.