جيلسونايت مادة معدنية طبيعية مع استخدامات كثيرة

جيلسونايت مادة معدنية طبيعية مع استخدامات كثيرة

راتنجات جيلسونايت هي مادة كربونية طبيعية معدنية يتم تعدينها وتصنف على أنها إسفلتيت
لسنوات عديدة، تم استخدامات جيلسونايت في موارد كثيرة مثلا يستخدم مع سوائل الحفر كمادة مضافة للمساعدة في استقرار الآبار
تم التوثيق جيدًا أن هذه المادة تعمل بفعالية لتقليل انهيار الفتحة في أقسام الصخر غير المستقرة
ومع ذلك، نظرًا لأن جيلسونايت عبارة عن إسفلتيت مع درجة تليين عالية درجة الحرارة، فقد كان من الصعب تكرار تأثيره الترميمي في الاختبارات المعملية التي أجريت في درجات الحرارة المحيطة والضغط المنخفض
لم يتم تطوير تقنيات معملية جديدة إلا مؤخرًا لتقييم جيلسونايت في ظل ظروف محاكاة قاع البئر
اختبرت الإجراءات المبتكرة باستخدام خلية محاكاة قاع البئر تم إنشاؤها حديثًا جيلسونايت في درجات حرارة وضغوط مماثلة لظروف الحفر التي يستخدم فيها المنتج بشكل طبيعي
تشير هذه الاختبارات المبتكرة إلى أنه تم تقليل توسيع البئر باستخدام جيلسونايت بينما تم قياس التوسيع الكبير باستخدام نفس نظام سائل الحفر بدون جيلسونايت
تم تطوير إجراء اختبار جديد آخر للتمييز بين أنواع مختلفة من منتجات جيلسونايت لتحديد المنتج الأفضل أداءً في بيئات درجات الحرارة والضغط المختلفة
يستخدم هذا الإجراء خلية فقدان السوائل ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي باستخدام نوى Berea كوسيط مرشح
قدم فحص الفحص المجهري الإلكتروني لنوى الاختبار من كلا الإجراءين الاختبارين نظرة ثاقبة للآليات التي يوفر بها جيلسونايت الاستقرار في ظل ظروف قاع البئر

تمت مناقشة هذه النتائج في هذه المقالة
تدعم البيانات الميدانية من الآبار المحفورة في بيئات جيولوجية مختلفة للغاية الاستنتاجات المستخلصة من الاختبارات المعملية
لسنوات عديدة، تم استخدام جيلسونايت ومنتجات أخرى شبيهة بالإسفلت في سوائل الحفر القائمة على الماء كمادة مضافة للمساعدة في استقرار الآبار
لقد تم توثيقه جيدًا أن هذه المواد المضافة يمكن أن تقلل من انهيار الثقب في التكوينات التي تحتوي على صخور حساسة للماء
هناك العديد من أسباب عدم استقرار البئر
يمكن أن تكون أسباب عدم الاستقرار ميكانيكية أو كيميائية أو فيزيائية بطبيعتها
تشمل المشكلات الميكانيكية تآكل البئر من السرعات الحلقية العالية، والضغوط الهيدروليكية المعاكسة بسبب الضغوط الحلقية العالية، وانهيار الثقب بسبب المسحات العالية والارتفاعات بسبب زيادة كتلة الجدار، وتآكل الإجهاد بسبب حركة سلسلة الحفر
تشمل قضايا التجوية الكيميائية الترطيب والتشتت وتفكك الصخر الزيتي بسبب تفاعل الطين مع ترشيح الطين
تشمل قضايا عدم الاستقرار المادي التشظي وتأرجح الصخور الصخرية بسبب علاقات الضغط الهيدروستاتيكي وضغوط التكوين الأقل من الطبيعي أو الضغط الزائد
الكسر والانزلاق على طول طبقات الفراش من الصخر الزيتي الصلب والهش، وانهيار الصخر الزيتي المكسور فوق الثقوب المنحرفة هي أيضًا مشاكل فيزيائية يتم مواجهتها عند حفر الصخر الصخري المزعج
تحدث هذه المشكلة أيضًا في الثقوب غير المنفصلة عند الحفر على الصخر الزيتي المضغوط

غالبًا ما يشار إلى مشاكل عدم استقرار الآبار على أنها الصخر الزيتي، والرفع، والتشظي أو الضغط الزائد، والطين، وحلقات الطين، والعديد من الأسماء الوصفية الأخرى
هناك العديد من الحلول لهذه المشكلة
إن استخدام المواد المضافة لتثبيط تورم الطين أو تثبيطه جزئيًا موثق جيدًا
تعديل المكونات الهيدروليكية الظروف هي حل آخر لتقليل الضرر الميكانيكي
غالبًا ما يتم استخدام معرفة والتحكم في ضغط المسام للتكوينات المسببة للمشاكل
في هذه المقالة، ستتم مناقشة استخدام جيلسونايت والمضافات الإسفلتية لتقليل التجوية الفيزيائية، وإلى حد ما، التجوية الكيميائية
كان تقييم فعالية جيلسونايت ومنتجات الأسفلت الأخرى في المختبر أمرًا صعبًا لأن معظم إجراءات الاختبار يتم إجراؤها في درجات حرارة محيطة وضغوط منخفضة
تم مؤخرًا تصميم المعدات لدراسة تفاعل سوائل الحفر مع صخور التكوين في المختبر تحت ظروف محاكاة قاع البئر
تم استخدام إجراء باستخدام خلية محاكاة قاع البئر لتقييم أنظمة الطين المختلفة القائمة على الماء والقاعدة والنفط على استقرار الصخر الزيتي في ظل ظروف الخلفية
تمت رعاية هذا المشروع الصناعي المشترك من قبل جمعية هندسة الحفر، بعنوان مشروع DEA 22
مشروع مماثل سيتم تنفيذه قريبًا مثل DEA Project 38 سيدرس أداء مجموعة من المنتجات الشبيهة بالإسفلت و جيلسونايت في طين مختلف
وعلى أنواع مختلفة من الصخر الزيتي
يحتوي كلا المشروعين على معلومات خاصة ولن تتم مناقشتهما في هذه المقالة
أجرت شركة اخرى سلسلة مستقلة من الاختبارات ركزت على جيلسونايت
سيتم مناقشة نتائج هذه الاختبارات

جيلسونايت مادة كربونية صلبة تتشكل طبيعياً وتصنف على أنها إسفلتيت
إنه هيدروكربون نقي نسبيًا بدون كميات كبيرة من الشوائب المعدنية
يحتوي جيلسونايت على نقطة تليين تبلغ حوالي 370 درجة فهرنهايت
المواد المضافة الأخرى من نوع الإسفلت، بما في ذلك الأسفلت المنفوخ بالهواء والأسفلت المنفوخ بالهواء المسلفن، لها نقطة تليين أعلى من 240 درجة فهرنهايت
تمت معالجة بعض هذه الإضافات باستخدام مادة خافضة للتوتر السطحي لتوفير تشتت أفضل للماء أو سلفوناتيد لتوفير درجات متفاوتة من القابلية للذوبان
وفقًا لموردي جيلسونايت والمنتجات الأخرى الشبيهة بالإسفلت، تُستخدم هذه المواد المضافة للمساعدة في التحكم في مشاكل الطمي في الصخر الزيتي عن طريق تقليل انزلاق الصخر الزيتي على طول الكسور الدقيقة أو طبقات الفراش عن طريق الختم والتوصيل المادي
حاولت العديد من الشركات المصنعة للمنتجات الإسفلتية والعديد من شركات النفط مقارنة فعالية هذه المنتجات مع المنتجات الأخرى التي تقلل من مشاكل ترسب الطمي بواسطة التعديلات الكيميائية
يتم إجراء هذه الاختبارات في المختبر في الغرفة درجة الحرارة والضغط المنخفض

نظرًا لأن جيلسونايت وبعض المنتجات الشبيهة بالإسفلت تتطلب درجة حرارة وضغطًا لتكون فعالة، فإن نتائج هذه الاختبارات متحيزة تجاه المواد المضافة التي تتحكم في مشاكل الصخر الزيتي من خلال التفاعل الكيميائي
لا تقارن هذه الاختبارات بين “التفاح والتفاح”، لكنها في الواقع تقارن “التفاح بالبرتقال”
بدأ قسم خدمات طين الحفر في مركز شيفرون لتكنولوجيا الحفر دراسة جيلسونايت ومنتجات الأسفلت على أساس “تفاح إلى تفاح”
تم تقييم المنتجات باستخدام إجراءات الاختبار الحالية في درجة حرارة الغرفة: مثل الاختبار ثلاثي المحاور لاستقرار الصخر الزيتي، وتقييم التشحيم، والتأثيرات على التحكم في الترشيح

أشارت نتائج الجولة الأولى من الاختبار إلى الحاجة إلى مزيد من التقييم في ظل الظروف التي تبدأ فيها المواد المضافة في العمل بشكل صحيح
تم ابتكار العديد من إجراءات الاختبار الجديدة، والتي تضمنت استخدام خلية معدلة لدرجة الحرارة المرتفعة وفقدان السوائل بالضغط العالي، بالإضافة إلى خلية محاكاة قاع البئر
تشير نتائج هذه الاختبارات إلى أنه يمكن استخدام هذه الإجراءات بشكل فعال لتقييم وتمييز منتجات جيلسونايت عن منتجات الإسفلت
بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام خلية محاكاة قاع البئر يسمح للمستخدم بتمييز أو تصنيف فعالية مادة جيلسونايت والإضافات من نوع الأسفلت مع الإضافات التي تقلل من عدم استقرار قاع البئر عن طريق مشاكل تثبيط المواد الكيميائية
تسمح هذه الإجراءات للمستخدم بمقارنة ليس فقط “تفاح بالتفاح”، ولكن “تفاح بالبرتقال”
النظرية كما ذكرنا سابقًا، يتم تصنيف جيلسونايت على أنه إسفلتيت وهو هيدروكربون نقي نسبيًا مع عدم وجود كمية كبيرة من الشوائب المعدنية
يتم استخراج جيلسونايت المستخدم للأغراض البترولية من منطقة حول بونانزا بولاية يوتا ولها جاذبية محددة تبلغ 1
05 مع نقطة تليين تتراوح من 370 درجة فهرنهايت إلى 400 درجة فهرنهايت، على الرغم من توفر نقطة تليين منخفضة للمواد (330 درجة فهرنهايت)
له قيمة حمضية منخفضة، وقيمة يود صفرية وقابل للذوبان في الهيدروكربونات العطرية والأليفاتية
تتم معالجته وطحنه حتى يمر 80٪ عبر منخل 80 شبكة، مع الاحتفاظ بحوالي 5٪ على منخل 100 شبكة و 30٪ على منخل 200 شبكة

تم استخدام مواد الجلسونيت والأسفلت لسنوات عديدة لتثبيت الصخر الزيتي لتقليل تآكل الآبار
يُقترح أن المادة، المضافة إلى نظام الطين قبل مواجهة مشكلة الصخر الزيتي، تخترق مسام الصخر الزيتي والكسور الدقيقة وطبقات الفراش عندما تدخل البتة في التكوين
من خلال آلية تدفق البلاستيك، ينبثق جيلسونايت في المسام والكسور وطبقات الفراش لتقليل أو تقليل غزو المرشح والطين الكامل، وبالتالي ربط المصفوفة لمنع التقشر
أفاد Cagle و Schwertner أن جيلسونايت كان متفوقًا على المضافات الإسفلتية المنفوخة نظرًا لنقطة التليين العالية وعدد الشوائب الأقل
احتوت ورقتهم على صور مجهرية للقصاصات المحفورة واللب الذي أظهر جيلسونايت ينبثق في مساحات المسام والكسور
بالإضافة إلى ذلك، تم اقتراح أن تكون ألواح جيلسونايت على جدار البئر، مكونة طبقة رقيقة
ومع ذلك، تتغلغل النفث المسلفنة بشكل أعمق في الكسور، بسبب قابليتها للذوبان العالية، ولا “تصفيح” وكذلك المنتجات غير القابلة للذوبان
إجراءات الاختبار كان من الصعب تكرار فعالية جيلسونايت كمثبت بئر في المختبر كما يظهر في الميدان
قامت العديد من الشركات بنشر بيانات تم إجراؤها في درجات الحرارة المحيطة والضغوط
نظرًا لأن الأسفلت المنفوخ جيلسونايت وغير القابل للذوبان يتطلبان درجة حرارة وضغطًا حتى يحدث البثق، فإن هذه الإضافات لا تقارن بشكل إيجابي في اختبارات الضغط المحيط المنخفض
لذلك، من أجل تقييم مواد جيلسونايت والمواد الإسفلتية بشكل فعال، يجب تصميم الاختبارات باستخدام درجات حرارة وضغوط أعلى
استخدم الاختبار الأول، الذي صممته ونفذته بعض شركات، معدات المختبرات الموجودة
تم تعديل خلية فقدان السوائل ذات درجة الحرارة العالية/الضغط العالي NL Baroid لاستخدام قلب رقيق من الحجر الرملي Berea بحجم 0
5 بوصة كوسيط مرشح

مواد من النوع الجلسونيت أو الأسفلتي المراد اختبارها كانت مشتتة في الوحل الأساسي
ثم تم وضع الحمأة في الخلية، وتم تعديل درجة الحرارة والضغط وفقًا لمعايير محددة، وإجراء الاختبار، وجمع المرشح وقياسه
في نهاية الاختبار، تمت إزالة اللب
بعد التبريد، تم تقطيع اللب وفحصه تحت مجهر عالي الطاقة
تم قياس عمق الغزو
باستخدام نفس تركيبة الطين، تم إجراء اختبارات إضافية حيث تمت زيادة درجة الحرارة والضغط لتحديد درجات الحرارة الفعالة التي تنبثق عندها مواد جيلسونايت أو الأسفلتية في الفراغات الأساسية وما إذا كان مرشح مصفوفة عابرة لكيك رقيق سيتطور أو الاستمرار في غزو القلب
يفيد هذا الاختبار في التمييز بين المنتجات المصنعة غير القابلة للذوبان مثل جيلسونايت عند نقاط تليين مختلفة، والأسفلت المنفوخ، والأسفلت المنفوخ القابل للذوبان المسلفن
يمكن استخدام الاختبار لاختيار المواد المضافة التي تسد الكسور الدقيقة في الصخر الزيتي وتشكل طبقة طلاء على وجه حفرة البئر
بعد سلسلة الاختبارات التي استخدمت مكبس الترشيح HTHP/Berea، بدأت شركة Chevron دراسة جيلسونايت باستخدام خلية محاكاة قاع البئر (DSC)
اتجاه أوبراين جوينز سيمبسون وشركاه، هيوستن
DSC عبارة عن جهاز اختبار ثلاثي المحاور يمكنه الحفر من خلال قلب صخري يصل قطره إلى 6
5 بوصة أثناء تدوير السوائل عند درجات حرارة تصل إلى 350 درجة فهرنهايت
ويرد مخطط للخلية في الشكل 1
الوصف الكامل للجهاز يمكن يمكن العثور عليها في مقال سيمبسون، ديرينج، سالزبوري
لأغراضنا، تم استخدام الصخر الزيتي
يوضح تحليلًا معدنيًا كاملًا لنواة بيير شيل
يوضح تكوين السائل المتداول ومضافات جيلسونايت، معلمات الاختبار
أكد الاختبار الأول أن DSC يمكنه تقييم فعالية جيلسونايت في ظل ظروف حفر محاكية
بعد هذا النجاح الأولي، تم تصميم سلسلة من الاختبارات للتركيز على فعالية جيلسونايت تحت ظروف ضغط ودرجات حرارة متفاوتة
شمل المسح أيضًا تقييمًا للمعالجة المسبقة مقابل العلاج بعد ظهور عدم الاستقرار وتقييمًا لنقطة التليين المنخفضة والطبيعية والعالية جيلسونايت

أظهرت نتائج برنامج الاختبار هذا، الذي سيتم مناقشته لاحقًا في الورقة، أن DCS كان جهازًا فعالاً للغاية لتقييم استقرار البئر
تم تصميم اختبار ثالث لتقييم أداء جيلسونايت
جرت محاولة لإلقاء الضوء على الآليات التي يقلل جيلسونايت من خلالها فقد سائل التكوين من خلال النظر إلى عينات الصخر الزيتي المحفور باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)
تم أخذ قطع صغيرة من الصخر الزيتي من حافة جوف البئر الصخري الذي تم حفره باستخدام سائل الحفر المحتوي على جيلسونايت المضاف كما هو موضح سابقًا
لا تظهر أي من الصور المجهرية الناتجة جيلسونايت قابل للاكتشاف، على الرغم من أن العينات أخذت بالقرب من حافة البئر
لسوء الحظ، لا يمكن تمييز جيلسونايت بسهولة في سوائل الحفر بطرق SEM
يحتوي هذا الجلسونيت الخاص على كمية صغيرة من السيليكون يمكن استخدامها كأداة تتبع للأشعة السينية مشتتة للطاقة (EDX)
ولكن عند إضافة جيلسونايت إلى سائل حفر أساسه الطين واستخدامه في حفر الصخر الزيتي، يتم فقد السيليكون الموجود في جيلسونايت في الخلفية
وهكذا، تم تصميم تجربة معملية ثالثة لتحديد الآلية التي يقلل جيلسونايت من خلالها فقد السوائل في التكوين
في هذه الحالة، تم حقن المقابس الأساسية المصنوعة من الألومينا بالكامل بسائل يحتوي على جيلسونايت بسرعة 800 رطل / بوصة مربعة عبر السدادة حتى توقف التدفق بشكل أساسي
بعد ذلك، تمت إزالة عينات صغيرة من كعكة الحمأة والسدادة الأساسية بعناية وإعدادها لدراسة SEM و EDX
السائلين المستخدمَين في هذا الاختبار هما جيلسونايت معلق في الماء و نفس سائل الحفر الذي يحتوي على جيلسونايت المستخدم في الاختبارات الموصوفة سابقًا
تم تحضير ملاط ​​جيلسونايت بإضافة 2 جرام من جيلسونايت إلى 100 ملليلتر من الماء ثم قص الخليط في الخلاط لمدة 5 دقائق
قبل الاختبار، تمت تهيئة عينة سائل الحفر في خلاط لمدة 10 ثوانٍ

صُنعت المقابس الأساسية من أكسيد الألومنيوم الملبد (Alundum) بقطر 1 بوصة وطول 2 بوصة
تم استخدام سدادات Alundum بحيث يمكن استخدام السيليكون الموجود في المرحلة الصلبة لكلا سوائل الاختبار كمتتبع في دراسة SEM و EDX
تم وضع كل سدادة في مقياس نفاذية بدرجة حرارة عالية مع وجود خلايا معدلة من نوع Hassler وتم تطبيق حمولة زائدة تبلغ 1200 رطل لكل بوصة مربعة
تم ضخ سوائل الاختبار عبر السدادات وعندما وصل الضغط التفاضلي عبر المقابس إلى 600 رطل / بوصة مربعة، تم إبطاء معدل التدفق للحفاظ على هذا الضغط لمدة ساعة واحدة
تم اختبار كل من سوائل الاختبار على سدادات في درجة حرارة الغرفة و 250 درجة فهرنهايت
عند أعلى درجة حرارة، تم استخدام ضغط خلفي يبلغ 175 رطل / بوصة مربعة للحفاظ على نظام سائل بالكامل
كان فقد السوائل في القلب أثناء الاختبار 1-2 مليلتر فقط لتعليق جيلسونايت
تمت إزالة عينات SEM و EDX بعناية من الطرف المؤثر للسدادات، وتجفيفها، ولصقها على سدادات نحاسية، ومغطاة بالذهب والبلاديوم
تم إجراء عمل الفحص المجهري باستخدام مجهر إلكتروني JEOL موديل JSM 8 الماسح
تتمتع شركتنا، بناءً على الخبرة، بالقدرة على تزويدك بكل هذه الاستخدامات المذكورة أعلاه من جيلسونايت بجودة عالية للتصدير إلى جميع البلدان في أوروبا وإفريقيا وأمريكا وآسيا
نحن نوفر أفضل المنتجات من أفضل المعادن بالسعر المناسب لمشتري المنتجات عالية الجودة في جميع أنحاء العالم
يمكنك التواصل مع خبرائنا ومديري المبيعات من خلال هذا الموقع وقنوات الاتصال وإرسال طلباتك