ЕШН1Е I НЕФТЬ
Антифрикционная и проти-воприхватная способности буровых растворов в значительной мере определяют успешность проводки горизонтальных скважин, осуществляемой в сложных геолого-технических условиях. Упомянутые свойства промывочных жидкостей улучшаются, как правило, введением смазочных добавок, широкий ассортимент которых используется в отечественной и зарубежной буровой практике.
Промысловое опробование ряда известных продуктов при строительстве скважин на месторождениях ОАО «Удмуртнефть» показало, что в большинстве своем они максимально эффективны только лишь в системах буровых растворов определенного компонентного состава и
— снижение отрицательного влияния фильтрата на коллекторские свойства залежей.
Недостатки:
— высокая вспенивающая способность (необходимость совместного использования эффективных пеногасителей);
— чрезмерное загущение систем с высокой концентрацией глинистой фазы (потребность дополнительной обработки понизителями вязкости);
— высокая температура застывания (выше -5 — 10°С);
— ограничения по применению в полиминеральных средах.
Смазочная добавка ДСБ.4ТТ (ОАО «Опытный завод «Нефте-хим», Уфа)
Достоинства:
опыт J*
1,25 г/см3, с общей минерализацией от 200 до более, чем 350 г/л.
Смазочные добавки представляют собой композиционные составы продуктов взаимодействия жирных кислот натуральных основ с нейтрализатором, неионогенных ПАВ и неуглеводородного растворителя. Основа реагента марки СБД-ФГ — триглицериды, СБД-ТМ — легкое талловое масло (ЛТМ). В качестве диспергатора использовано неионо-генное поверхностно-активное вещество. Плотность продуктов 0,88 — 0,90 г/см3, водородный показатель 1% водных растворов находится в пределах 7,5 — 8,0. Температура застывания реагентов не выше: СБД-ФГ — -20 и СБД-ТМ — -25°С. Снижение коэффициента трения 1% водных растворов разра-
НОВЫЕ
СМАЗОЧНЫЕ ДОБАВКИ ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
В. А. МАХОРО, Ф. А. КАМЕНЩИКОВ
ЗАО «УдмуртНИПИнефть»
зависят от конкретных геолого-технических условий, то есть не являются универсальными.
Рассмотрим испытанные нами смазочные материалы.
Bit Lube Export (компания M-I Drilling Fluids).
Достоинства:
— высокоэффективна в пресных глинистых буровых растворах;
— значительно улучшает их три-ботехнические, противоизносные и антиприхватные свойства.
Недостатки:
— высокая стоимость (в 3—4 раза выше отечественных продуктов аналогичного уровня);
— значительные транспортные расходы;
— невозможность применения в системах с высокоминерализованными дисперсионными средами;
— недостаточно низкая температура застывания (выше -12°С).
Бифункциональная добавка ФК-2000 Плюс (ОАО НПО «Бурение»)
Достоинства:
— значительная смазочная способность при объемной концентрации более 0,3—0,5%;
— высокая степень ингибирова-ния разбуриваемых минералов;
— улучшение вязкостно-структурно-реологических и фильтрационных свойств промывочных жидкостей;
— технологична (температура застывания не выше минус 30°С);
— незначительно изменяет параметры буровых растворов.
Недостатки:
— по эффективности уступает другим испытанным реагентам;
— вызывает вспенивание ряда систем и искажает показания газового каротажа (следствие высокого содержания углеводородного растворителя).
Выявленные в ходе промысловых работ существенные недостатки указанных продуктов явились причиной отказа от их дальнейшего широкого практического использования.
С целью адаптации к системам буровых растворов и геолого-технологическим условиям месторождений Удмуртской Республики, при сотрудничестве с рядом научно-производственных предприятий нами разработаны новые смазочные добавки, получившие маркировку СБД-ФГ и СБД-ТМ. Основной задачей исследований являлось создание таких составов, которые могли бы быть использованы в широком диапазоне рецептур, применяемых в ОАО «Уд-муртнефть» при проводке горизонтальных стволов (ГС и БГС), безглинистых систем буровых растворов — полимерсолевого и минерализованного крахмального. Основой первого является полиакриламид, второго — модифицированный крахмальный реагент. В качестве дисперсионных сред используется пластовая вода хлоркальциевого типа, утяжеленная СаС1, плотностью 1,15 —
ботанных продуктов — не менее 60
— 70%.
Для сравнительной оценки эффективности снижения трения и влияния на показатели технологических свойств буровых растворов, лучших из ранее опробованных и новых смазочных добавок, в УдмуртНИПИ-нефти проведены лабораторные исследования. Параметры промывочных жидкостей определялись с использованием стандартного оборудования в соответствии с РД 39-2645-81 «Методика контроля параметров буровых растворов». Коэффициент трения пары металл—металл в среде бурового раствора измерялся по стандарту Американского нефтяного института (АНИ) на машине трения Lubrisiti Tester фирмы Baroid (США) при нагрузке прижатия призмы к кольцу 1,03 МПа (150 фунт/дюйм2) и частоте вращения вала 60 мин-1.
В опытах использованы буровые растворы пяти типов следующего компонентного состава (% объемн.):
■ полимерглинистый (ПГБР) — КМЦ «Камцел-2» — 0,2, Saypan — 0,2, бентонитовый порошок — 8, ГКЖ-11 — 0,2, вода водопроводная
— остальное;
■ глинистый (ГлБР) — сода кальцинированная — 0,5, КМЦ «Камцел-2» — 0,4, глинопорошок Альметьевского завода — 25, ГКЖ-11 — 0,1, вода водопроводная — остальное;
■ утяжеленный глинистый (УтГлБР) — сода кальцинированная
— 0,3, КМЦ «Камцел-2» — 0,3, гли-
(IPEIIE I 1ЕФН
^ опыт
Табл.1.
Сравнительный анализ влияния смазочных добавок на технологические и триботехнические свойства буровых растворов
Состав бурового раствора Р , г 2OOO кг/м3 УВ100, с Ф , 30 мин.' см3 п, МПас V Па рН К тр
Исходный раствор № 1 = ПГБР 1040 9,5 7,0 18 6,5 8,50 0,400
ИР № 1 + 1,0 % Bit Lube Export 1040 8,7 7,0 19 5,5 8,45 0,160
ИР № 1 + 1,0 % ФК-2000 Плюс 940 12,2 7,0 22 7,5 8,00 0,085
ИР № 1 + 1,0 % СБД-ФГ 1040 8,3 7,0 17 5,5 8,45 0,095
ИР № 4 + 0,5 % СБД-ТМ 1020 8,4 5,0 20 6,0 8,30 0,070
Исходный раствор № 2 = ГлБР 1160 8,0 6,0 19 5,0 8,60 0,350
ИР № 2 + 1,0 % Bit Lube Export 1150 9,0 6,0 21 5,5 8,65 0,065
ИР № 2 + 1,0 % ФК-2000 Плюс 1100 12,4 7,0 23 7,5 8,40 0,200
ИР№ 2 + 1,0 % СБД-ФГ 1140 11,0 4,5 22 7,0 8,65 0,070
ИР № 2 + 1,0 % СБД-ТМ 1140 10,6 5,0 22 7,0 8,60 0,070
Исходный раствор № 3 = УтГлБР 1210 9,0 7,0 17 8,0 8,00 0,850
ИР № 3 + 1,0 % Bit Lube Export 1200 9,0 6,0 18 7,5 7,90 0,100
ИР № 3 + 1,0 % ФК-2000 Плюс 1150 12,0 7,0 18 10,0 7,65 0,380
ИР№3+ 1,0% СБД-ФГ 1190 8,5 4,0 18 7,0 7,95 0,105
ИР№ 3+ 1,0% СБД-ТМ 1180 9,5 5,0 18 8,5 7,90 0,095
Исходный раствор № 4 = ПСР 1)55 6,0 8,0 12 2,0 6,10 0,200
ИР № 4 + 1,0 % Bit Lube Export 1150 5,4 6,0 10 2,0 6,15 0,130
ИР № 4 +1,0 % ФК-2000 Плюс 1150 5,0 5,0 9 1,5 5,90 0,030
ИР№4+ 1,0% СБД-ФГ 1155 5,0 6,0 7 1,5 6,65 0,050
ИР № 4 + 1,0 % СБД-ТМ 1150 5,0 6,0 8 1,5 6,70 0,030
Исходный раствор № 5 = МКБР 1140 6,5 8,0 17 2,0 6,65 0,100
ИР № 5 + 1,0 % Bit Lube Export 1140 6,5 5,0 16 3,5 6,60 0,095
ИР № 5 + 1,0 % ФК-2000 Плюс 1150 6,8 6,0 17 4,0 6,25 0,040
ИР № 5 + 1,0 % СБД-ФГ 1140 6,4 5,0 15 4,0 6,60 0,035
ИР № 5 + 1,0 % СБД-ТМ 1140 6,5 6,0 16 4,0 6,55 0,040
Ргооо_ ПЛ0ТН0СТЬ бурового раствора по АБР-1 после перемешивания пробы объемом 500 мл со скоростью вращения пропеллерной мешалки 2000 мин-1
в
нопорошок Куганакского завода — 20, утяжелитель ЖРК-1 — 10, вода водопроводная — остальное;
■ полимерсолевой (ПСР) — по-лиакриламид марки Polydia— 1041В — 0,4, сернокислый алюминий — 0,05, пластовая вода плотностью 1160 кг/м3—остальное;
■ минерализованный крахмальный (МКБР) — модифицированный крахмал марки РК — 4, пластовая вода плотностью 1160 кг/ м3 — остальное.
Результаты испытаний иллюстрируются на рис. 1 и 2 и табл. 1.
Исследования показали, что разработанные продукты по смазочной способности не уступают, а в ряде систем буровых растворов превосходят как отечественные, так и импортные материалы. Наиболее универсальной является новая добавка на основе легкого таллового масла. В среде ПГБР реагенты СБД-ТМ и ФК-2000 Плюс обеспечивают максимальное снижение силы трения со-
ответственно при концентрациях 0,5 — 1 и 1,5 — 2% (от объема раствора), что делает весьма перспективным применение первого на месторождениях Западно- и Восточно-Сибирских регионов. Смазочная способность утяжеленного глинистого бурового раствора при добавках СБД-ТМ и Bit Lube Export находится на одном уровне. СБД-ФГ по ряду показателей уступает продукту на основе ЛТМ, но высокоэффективна в системах различного компонентного состава (особенно в МКБР).
Реагент марки СБД-ФГ опробован в промысловых условиях. Данная смазочная добавка применялась в рецептурах МКБР, ПСР и УтГлБР, использованных при строительстве горизонтальных скважин, при ремонте бездействующего фонда методом зарезки боковых стволов, а также в разведочном бурении. Условия бурения были осложнены несколькими причинами:
■ горно-геологическими — наличием в разрезах интервалов пород, склонных к гидратации и осыпанию, полиминеральной агрессии;
■ технологическими — искривленностью различной интенсивности и сложнопрофильностью стволов.
Ввод продукта производился в товарном виде в концентрации 0,5 — 1,5% к объему раствора.
Улучшение триботехнических свойств обработанных буровых растворов характеризовалось снижением силы трения по стандарту АНИ на 50—90%. На ряде скважин было достигнуто увеличение механической скорости более чем на 25%. Промысловые испытания подтвердили не только высокую эффективность новой смазочной добавки, но и наличие полифункциональных свойств. СБД-ФГ легко диспергируется в буровых растворах, совместима с применяемыми химическими реагентами, ингибирует разбуриваемые глинистые материалы, улучша-
16
2/ 2003
ЕУРЕН1Е I IE«Ti
опыт J*
Рис. 1.
Ктр
0,450
0,000
Bit Lube Export ФК-2000 Плюс СБД-ФГ СБД-ТМ
С,%
Зависимость коэффициента трения по стандарту АНИ от концентрации смазочных добавок в полимер-глинистом буровом растворе
ет технологические свойства промывочных жидкостей, обладает пено-гасящим действием, не искажает показания газового каротажа, повышает флокулирующую способность минерализованных полимерных растворов и
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.