НОВЫЕ БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Г. ТИТОВ, генеральный директор ЗАО «РоБуС»,
Ю. ТИТОВ, генеральный директор ЗАО НПО «Промсервис»,
Г. ЖУКОВ, ведущий научный сотрудник ВНИМИ (г. Санкт-Петербург)
Промывка скважин, т. е. комплекс технических и технологических средств, обеспечивающих работу поро-доразрушающего инструмента, в значительной степени определяет успешность и эффективность бурения. Выбор промывочной жидкости для конкретных условий является важнейшим мероприятием, определяющим успешное бурение скважины, и осуществляется на основе анализа геологических и гидрогеологических особенностей, с учетом накопленного опыта. Поэтому разработка и внедрение новых высокоэффективных буровых растворов остается актуальной задачей. В связи с этим ЗАО «РоБуС» разработало и совместно с ЗАО «НПО «Промсервис» изготавливает высокоэффективные импортозамещающие реагенты и сухие смеси для приготовления бурового раствора при раздельном бурении основного ствола под техническую колонну, вскрытии продуктивных нефтегазовых пластов и горизонтальном бурении. При этом состав сухих смесей по заданию самих буровых компаний компонуется по широкому спектру параметров и компонентов. Сухие смеси поставляются на буровые так, что для приготовления раствора следует лишь развести их технической водой непосредственно на месте бурения скважины.
Изготавливаются два типа сухих смесей: полимер-коллоидный раствор (ПКР) и полимер-минеральный раствор (ПМР) на безглинистой основе. При этом сухая смесь ПКР представляет собой смесь веществ и реагентов, имеющих одинаковое физическое состояние (порошки), хорошо смешивающиеся между собой. Смесь ПКР используется для приготовления раствора при бурении наклонных и горизонтальных скважин. Технология приготовления раствора из сухой смеси ПКР проста и состоит в смешивании ее в гидравлической мешалке с технологической водой плотности,
Табл. 1
Техническая характеристика Показатель
рН 9,3
Плотность г/см3 1,0
Пластическая вязкость 15
Условная вязкость, сек 172
СНС дПа 32,4/33,6
Фильтрация, см3 4,0
Псевдопластичность 0,37
Консистенция 2,6
Табл. 2
№ п/п Наименование показателей, параметров, свойств Глинистый буровой раствор Полимер-коллоидный буровой раствор
1 Наличие твердой фазы 7-10% Отсутствует
2 Наличие коллоидной глинистой фазы 2,5-5,0% 0-2,5% (при бурении по глинам)
3 Стойкость к минеральной агрессии по: №С1 Са МЕ До 7,0% 0,2% 0,2% До 5,0% До 5,0%
4 Стойкость к цементной агрессии До 1,0% До 10,0%
5 Стойкость к шламовой наработки: карбонатной глинистой До 30,0% До 15,0% До 51,0% До 37,0%
6 Стойкость к сероводородной агрессии До 1,0% До 4,5%
7 Термостойкость Определяется термостойкостью вводимых стабилизаторов
8 Ингибирующие свойства для неустойчивых глин, К 0,89 0,50
9 Коэффициент трения контактной пары «сталь-сталь» в среде раствора 0,1-0,15 0,03-0,08
10 Поверхностное натяжение 70 дн/см 63 дн/см
11 Коэффициент восстановления эффективности проницаемости при обратной циркуляции через образец 0,19-0,22 0,7-0,9
12 Рекомендуемый рН 8,0-9,0 Не регламентируется
13 Стоимость бурового раствора 1 м3 стабилизированного до фильтрации 2x10 м/30 мин. По договорной цене
14 Стойкость к бактериальному разложению пресного бурового раствора 11 сут. 30-60 сут.
15 То же минерализованного (№С1), стабилизированного КМЦ 30 сут. 90 сут.
заданной заказчиком. Ее расход на 1 м3 технологической воды составляет от 45 до 80 кг (2 мешка) при перемешивании в течение 2 часов. Технологический отстой раствора составляет 24 часа. Перед началом бурения следует выполнить «разгонку» готового бурового раствора.
Сухая смесь ПМР применяется для приготовления раствора при бурении вертикальных скважин, представляет собой высоко дисперсионную смесь полимерной, минеральной составляющих и специальных присадок. Технология приготовления раствора аналогична описанной выше, однако расход смеси на 1 м3 технологической воды составляет 41,8 кг (1 мешок).
Сухие смеси ПКР и ПМР пожаро- и взрывобезопасны, не токсичны, биологически безвредны, не выделяют вредных продуктов при хранении и использовании, относятся к IV классу опасности. Они позволяют многократно снизить затраты при приготовлении буровых растворов, нагрузки на снабженческие службы нефтяных и газовых компаний, уменьшить транспортные расходы и т. д. Следует отметить, что использование таких смесей для приготовления буровых растворов дает возможность получить более высокие дебеты отдачи пластов.
Полимер-коллоидный и полимер-минеральный буровые растворы разработаны на основе биополимера марки К.К «РОБУС» (ТУ 9172-003-35944370-01) для вскрытия продуктивных отложений, а также при капитальном и профилактическом ремонте скважин. Биополимер изготавливается из сырья естественного происхождения и не оказывает токсического действия на организм людей. Отличается низкими добавками и работает как в пресных, так и в сильно агрессивных растворах. В табл. 1 приведены его технические характеристики (однопроцентный раствор на пресной основе).
Технические характеристики полимер-коллоидных буровых растворов, разработанных на основе биополимера
марки К.К «РОБУС» в сравнении с глинистым буровым раствором, приведены в табл. 2.
Для условий бурения скважин на Оренбургском нефтегазовом конденсатном месторождении фактические данные расходуемых материалов ПКР почти вдвое ниже проектных (табл. 3).
Для тех же условий в табл. 4 показан расход материалов ПКР при строительстве скважин.
Сравнение затрат в денежном выражении на бурение скважин с использованием различных растворов на Оренбургском нефтегазовом конденсатном месторождении представлено в табл. 5.
Более, чем трехлетний опыт применения ПКР на Оренбургском нефтегазовом конденсатном месторождении и других месторождениях Российской Федерации позволяет констатировать:
• Сухая смесь, представляющая собой порошковый продукт серо-белого цвета без посторонних запахов, полученный смешиванием компонентов в гомогенизаторе, легко может быть использована для получения бурового раствора прямо на буровой путем разведения ее технической водой.
Табл. 3
Наименование расходуемого материала Проектные данные Фактические данные
Сухая смесь на приготовление 1 м3 раствора, кг 80,0 68,8
Сухая смесь на бурение горизонтального ствола, тн 24 11,4
Буровой раствор на бурение горизонтального ствола, м3 300,0 165,0
Табл. 4
№ скважины Подрядчик Расход сухой смеси, тн Расход раствора, м3
23-1 «Удмуртнефть-Бурение» 11,1 165
23-2 «Удмуртнефть-Бурение» 11,4 148
5-1 «Удмуртнефть-Бурение» 3,6 110
5-2 «Удмуртнефть-Бурение» 9,1 124
12-2 «Удмуртнефть-Бурение» 9,6 120
158 «Удмуртнефть-Бурение» 10,8 134
47Р «Удмуртнефть-Бурение» 7,8 120
175 «Удмуртнефть-Бурение» 6,6 105
10-1 «Удмуртнефть-Бурение» 6,5 138
152 «Удмуртнефть-Бурение» 3,9 116
163 «Удмуртнефть-Бурение» 3,2 139
157ТГ «Оренбургбургаз» 28,0 243
156 «Удмуртнефть-Бурение» 9,44 162
5Р «Удмуртнефть-Бурение» 7,04 155
70-1 «Удмуртнефть-Бурение» 4,9 108
62-3 «Уфимское УБР» 8,1 116
Табл. 5
Тип раствора № скважины Год проходки Стоимость, руб. Примечание
Без учета при-
Импортный полимерный 12-1 1997 1400968 готовления и стоимости отечественных х/р
С приготовленем
Полимер-коллоидный (на основе алюмохлорида) 55-1 2000 2518250 на глино-воде из соответ-ствующих компонентов
То же 40-1 2000 2081675 То же
1252598+ 150000 на- С приготовлением на основе сухой смеси на буровой
То же 11-1 2001 учное со-
провождение
Полимер-коллоидный на биополимере К.К «РОБУС» 23-2 2002 501045 То же
• Сухая смесь ПКР обладает высокой смазывающей способностью.
• Сухая смесь обеспечивает стабильность параметров раствора как во время бурения, так и во время его хранения.
• Полимер-коллоидный раствор может успешно использоваться в разведочном и эксплуатационном бурении твердых пород, а также глинистых сланцев, аргиллитов, гипсов, ангидритов и карбонатных пород.
• Буровой раствор на основе сухой смеси ПКР работоспособен в температурном интервале -20° С до +35° С.
• Буровой раствор на основе сухой смеси ПКР по сравнению с другими растворами обладает следующими преимуществами:
— отсутствует твердая фаза;
— имеет повышенную стойкость к цементу и нейтрален к солям;
— основой гелеообразующих материалов являются недефицитный мел и трехвалентные соли оксида алюминия;
— легко регулируется по параметрам обычными химреагентами;
— имеет низкий коэффициент трения (0,3—0,4);
— легко утяжеляется сериино выпускаемыми утяжелителями;
— способствует коэффициенту сохранения проницаемости пород, усиливаемых добавкоИ ПАВ;
— инертен к сероводороду вследствие отсутствия глинистоИ коллоидноИ фазы;
— фильтрат быстро проникает в породу;
— снижает отрицательное воздействие на пласт.
• Использование бурового раствора ПКР позволяет:
— сократить сроки освоения месторождения до 1 — 2 суток;
— повысить показатели работы долот;
— уменьшить выход шлама;
— повысить ресурсы работы забоИного двигателя на отказ;
— максимально укрепить стенки скважины;
— уменьшить приток твердоИ фазы;
— повысить экономические показатели при бурении всякого рода скважин.
Кроме того, при использовании бурового раствора ПКР отпадает необходимость в трудоемких и большеобъ-емных (до 100 м3) кислотных обработках скважин при их освоении, а также позволяет экономить расход раствора за счет его повторного использования при бурении других скважин. Расход бурового раствора ПКР более чем в три раза ниже по сравнению с другими растворами, а экономи-ческиИ эффект на бурение скважины глубиноИ 2012 м на Оренбургском нефтегазовом конденсатном месторождении составил 1429 тыс. рублеИ.
Для ликвидации водопроявлениИ, глушения скважин, кольмотации продуктивных пластов нефти и газа и ликвидации межколонных перетоков ЗАО разработаны высокоэффективные технологические жидкости. Они представляют собоИ двухкомпонентную смесь высокомолекулярных полимеров, быстро растворимых в воде. Промышленно изготавливается четыре вида технологических жидкостеИ:
— Робус—К — для кольмотации продуктивных пластов;
— Робус—В — для ликвидации водопроявлениИ (не реагирует на кислотн
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.