Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids

Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids......Page 2
Copyright......Page 3
Dedication......Page 4
Preface......Page 5
1 Introduction to Drilling Fluids......Page 6
Composition of Drilling Fluids......Page 7
Density......Page 10
Flow Properties......Page 12
Laminar Flow......Page 13
Control of Flow Properties at the Well......Page 17
Filtration Properties......Page 19
pH......Page 21
Cation Exchange Capacity: Methylene Blue Test......Page 22
Corrosivity......Page 23
Drilling Fluid Selection......Page 24
Mud-Making Shales......Page 26
High Temperature......Page 27
Hole Enlargement......Page 28
Rock Salt......Page 29
Productivity Impairment......Page 30
Solids Removal Equipment......Page 31
Optimization......Page 38
References......Page 39
2 The Development of Drilling Fluids Technology......Page 43
Hole Stabilization ᰀ圀愀氀氀 䈀甀椀氀搀椀渀朠ᴀ......Page 44
Pressure Control by Mud Density......Page 46
Birth of the Mud Industry......Page 48
Rapid Growth of the Mud Industry......Page 49
Salt Water Muds......Page 55
Muds for “Heaving Shale”......Page 56
Oil Emulsion Muds......Page 57
Muds for Deep Holes......Page 58
Low-Solids Muds......Page 60
Corrosion Control......Page 64
Reasons for Development......Page 67
Early Oil Company Developments......Page 68
Introduction of Commercial Oil Muds......Page 69
Oil Base–Emulsion 䤀渀瘀攀爀琀 䔀洀甀氀猀椀漀渀 Drilling Fluids......Page 70
Organophilic Clays and Ammonium Humates......Page 71
Base Oils......Page 72
Annulus Packs......Page 73
Borehole Stabilization by Oil Muds......Page 74
Extreme Borehole Conditions......Page 75
Penetration Rate with Oil Mud......Page 76
Dry Gas Drilling......Page 77
Foam......Page 79
Gel Foam or Stiff Foam......Page 80
Preformed Stable Foam......Page 82
References......Page 83
3 Equipment and Procedures for Evaluating Drilling Fluid Performance......Page 94
4 Clay Mineralogy and the Colloid Chemistry of Drilling Fluids......Page 139
5 The Rheology of Drilling Fluids......Page 180
6 The Filtration Properties of Drilling Fluids......Page 271
Surface Tension......Page 307
Wettability......Page 310
Surface Free Energy......Page 311
Surfactants......Page 312
Emulsions......Page 314
Oil-Wetting Agents......Page 318
Foams......Page 320
8 Hole Stability......Page 330
9 Drilling Problems Related to Drilling Fluids......Page 387
10 Completion, Reservoir Drilling, Workover, and Packer Fluids......Page 474
11 Drilling Fluid Components......Page 531
12 Drilling and Drilling Fluids Waste Management......Page 613
Drilling Wastes......Page 614
Minimizing Waste Problems......Page 615
Slurry Fracture Injection......Page 616
Offshore Waste Disposal for NADFs......Page 619
Offshore Discharge......Page 623
Onshore Disposal......Page 625
Initial Seabed Deposition......Page 627
Physical Persistence......Page 628
Biodegradation and Organic Enrichment......Page 629
Chemical Toxicity and Bioaccumulation......Page 630
Recovery......Page 631
Laboratory Studies......Page 632
Characterization of NADF Biodegradability......Page 633
OGP Document Conclusions......Page 644
Prototype Small Footprint Drilling Rig......Page 645
NOx Air Emissions Studies......Page 646
References......Page 647
U.S. Waste Regulation Bibliography......Page 649
Appendix A: Conversion Factors......Page 651
Appendix B: Abbreviations Used in References......Page 655
B......Page 658
C......Page 660
D......Page 661
F......Page 662
G......Page 663
H......Page 664
J......Page 665
L......Page 666
M......Page 667
P......Page 669
R......Page 670
S......Page 671
T......Page 672
W......Page 673
Y......Page 674
Z......Page 675
A......Page 676
B......Page 677
C......Page 678
D......Page 680
F......Page 682
H......Page 684
I......Page 685
L......Page 686
M......Page 687
O......Page 688
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