The impact of modern drilling fluids on improving the hydraulic efficiency of water wells
J. Macuda 1  
,   J. Siemek 1  
,   S. Wysocki 1  
,   M. Gaczoł 1  
 
More details
Hide details
1
AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2018;34(4):133–144
 
KEYWORDS
ABSTRACT
During drilling through aquifers using the rotary drilling method with drilling fluid application, the phenomenon of formation clogging in near-well zone takes place. This leads to physical changes in pore spaces in consequence of the deposition solid phase particles originating from the drilling fluid. Due to this fact, filtration velocity in the clogged zones of the aquifer formation decreases, which results in increased pressure drawdown and decreased well hydraulic efficiency. Therefore, it causes a reduction of the well total capacity. The article consists of studies connected to the development of the mud which will constitute the basis for a complex mud system intended for hydrogeological drilling in different encountered geological conditions. In the framework of laboratory research, technological parameters of six, commonly applied in oil and gas industry, polymer agents as well as new agent developed at the Drilling, Oil and Gas Faculty AGH-UST in Krakow were examined. The undertaken studies showed that the new agent, marked as CAGEx, provides the required technological parameters and can be applied as a base for drilling muds intended for hydrogeological drilling. The undertaken industrial research of the new CAGEx drilling mud carried out while drilling water intake well, confirmed the great stability of its technological parameters as well as insignificant influence on rock permeability damage in filter zone. The water intake well is characterized by high hydraulic efficiency and does not require additional activation treatment.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wpływ nowoczesnych płuczek wiertniczych na poprawę sprawności hydraulicznej studni wierconych
studnia wiercona, wiercenia hydrogeologiczne, płuczka wiertnicza
W trakcie udostępniania użytkowych poziomów wodonośnych metodami obrotowymi z wykorzystaniem płuczki wiertniczej zachodzi proces kolmatacji skał w strefie przyotworowej. Prowadzi on do fizycznych zmian ośrodka porowatego w wyniku osadzania się w nim cząstek fazy stałej z płuczki wiertniczej. Powoduje to zmniejszenie prędkości filtracji wody w zakolmatowanych partiach formacji wodonośnej, co skutkuje wzrostem depresji i obniżeniem sprawności hydraulicznej studni, a w konsekwencji obniżeniem całkowitej wydajności studni. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad opracowaniem płuczki wiertniczej, która stanowić będzie bazę do opracowania kompletnego systemu płuczkowego przeznaczonego do wiercenia otworów hydrogeologicznych w różnych warunkach geologicznych. W ramach badań laboratoryjnych przeprowadzono pomiary parametrów reologicznych sześciu, standardowo stosowanych w wiertnictwie, środków polimerowych oraz nowego środka, którego skład opracowano na Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH. Przeprowadzone badania pokazały, że nowy środek, oznaczony jako CAGEx, zapewnia wymagane parametry technologiczne i może być stosowany jako baza płuczek wiertniczych. Wykonane badania przemysłowe nowej płuczki wiertniczej CAGEx, podczas wiercenia studni ujęciowej potwierdzają dużą stabilność jej parametrów technologicznych i niewielki wpływ na uszkodzenie przepuszczalności skał w strefie przyfiltrowej. Wykonana studnia ujęciowa charakteryzowała się wysoką sprawnością hydrauliczną i nie wymagała wykonania dodatkowych zabiegów uaktywniania.
 
REFERENCES (16)
1.
API Specification 13B-1, 5th edition, April 2014.
 
2.
Bielewicz, D. 2009. Drilling fluids (Płyny wiertnicze). Kraków: Wyd. AGH (in Polish).
 
3.
Bieske et al. 1998 – Bieske, E., Rubbert W. and Treskatis, Ch. 1998. Water Wells (Bohrbrunnen). R. Oldenbourg Verlag, München, Wien.
 
4.
Civan, F. 2009. Formation Damage Mechanisms. The University of Oklahoma.
 
5.
Dąbrowski, S. and Przybyłek, J. 2005. Methodology of test pumping in documenting groundwater resources. Methodical guide. (Metodyka próbnych pompowań w dokumentowaniu zasobów wód podziemnych. Poradnik metodyczny). Warszawa: Edica SA (in Polish).
 
6.
Gonet, A. and Macuda, J. 2004. Hydrogeological drilling (Wiertnictwo hydrogeologiczne). Kraków: AGH (in Polish).
 
7.
Houben, G. 2015. Hydraulics of waterwells – flowlaws and influence of geometry, Hydrogeology Journal 23, pp. 1633–1657.
 
8.
Houben, G. and Treskatis, Ch. 2004. Water well rehabilation (Regeneracja studni). Bydgoszcz: Projprzem-EKO (in Polish).
 
9.
Misstear, B. et al. 2006. Water Wells & Boreholes. Chichester: John Wiley and Sons Ltd.
 
10.
Placer, Y. and Guaroco, L. 2012. Design of drilling and completion fluids reduces formation damage in reservoir zone of gas wells. Reservoir Fluids Solutions, Halliburton.
 
11.
PN-G-02318:1994. Water wells. Principles of design, execution and receipt. (Studnie wiercone. Zasady projektowania, wykonania i odbioru) (in Polish).
 
12.
Ramey, H.J. Jr. 1992. Advances in Practical Well Test Analysis. JPT.
 
13.
Roscoe, M. 1990. Handbook of Ground Water Development. Wyd. John Wiley & Sons.
 
14.
Schnieders, J.H. 2003. Chemical Cleaning Disinfection & Decontamination of Water Wells. Johnson Screens, St. Paul, MN.
 
15.
Walton, W.C. 1962. Selected analytical methods for well and aquifer elevation. Illinois State Water Survey, Bul. 49, 81.
 
16.
Wysocki, S. et al. 2017. New water-dispersion drilling muds for boring clay rocks (Nowe wodnodyspersyjne płuczki wiertnicze do przewiercania skał ilastych). Kraków: AGH (in Polish).
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953