наука — производству
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ
БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ
П:
Л. ЯНЫШЕВ
|роблема повышения качества заканчивания скважин и, как следствие, их продуктивности, является приоритетной среди других при разработке нефтяных и газовых месторождений. Разработаны и широко внедряются такие методы увеличения нефтеотдачи, как бурение горизонтальных скважин и боковых стволов, гидроразрыв продуктивных пластов, обработка призабой-ной зоны специальными составами и др. Однако все эти известные технологии не предотвращают негативного воздействия буровых растворов и технологических жидкостей на коллектор при наличии репрессии в системе "скважина-пласт".
Репрессия обеспечивает безопасность работ в случае возможных нефтегазопроявлений из-за снижения забойного давления, например, при подъеме бурильного инструмента, остановках циркуляции и т. д. С другой стороны, репрессия при вскрытии продуктивного пласта является основной причиной его загрязнения и значительного снижения первоначальной проницаемости. Именно под влиянием перепада давления (репрессии) происходит фильтрация бурового раствора и проникновение его твердой фазы и фильтрата в пористую среду коллектора. Указанное явление усугубляется значительными колебаниями гидродинамических давлений в процессе спуско-подъемных операций. Интенсивность колебаний возрастает с увеличением глубины скважины, скорости спуска или подъема
бурильного инструмента, структурно-механических и тиксотропных свойств бурового раствора.
В горизонтальных скважинах буровой раствор взаимодействует с продуктивным пластом в течение гораздо большего времени, чем в обычных вертикальных скважинах, а площадь контакта раствора с коллектором в горизонтальных скважинах существенно больше. Поэтому и потенциальный вред от воздействия бурового раствора на коллектор в данном случае более значителен [1].
Технологию бурения и вскрытия продуктивных пластов на депрессии следует считать исключительно перспективной, позволяющей получить высокий экономический эффект при бурении скважин на месторождениях с трудно извлекаемыми запасами, а также на площадях, находящихся в поздней стадии разработки, которые характеризуются пониженными пластовыми давлениями и низкой проницаемостью коллектора.
Для заканчивания скважин на равновесии или при минимальной репрессии на продуктивный пласт разработаны составы безглинистых буровых растворов, позволяющие за счет предотвращения загрязнения продуктивного пласта увеличить дебит в 1,5-2 раза по сравнению с глинистыми буровыми растворами.
Для бурения горизонтальных скважин в неустойчивых заглини-зированных коллекторах разработана система полимер-солевого бурового раствора ("Буртех-С"), в состав которого входят добавки, регулирующие ингибирую-щие, псевдопластичные, гидро-фобизирующие, поверхностно-активные и стабилизирующие свойства.
Основу "Буртех-С" составляет высокоразветвленный биополимер, обеспечивающий псевдопластичные реологические свойства с ламинарным режимом течения, что предотвращает эрозионный размыв стенок рыхлого заглинизи-рованного коллектора [2]. Благодаря уникальным реологическим свойствам ПСБР, создаются оптимальные условия для поддержания частиц выбуриваемой породы во взвешенном состоянии и выноса шлама из горизонтального участка ствола. Указанное свойство обеспечивает снижение гидравлических сопротивлений и позволяет подводить к долоту значительно большую по сравнению с глинистым раствором гидравлическую мощность. Низкая вязкость ПСБР в призабойной зоне способствует повышению эффективности разрушения разбуриваемых горных пород и, как следствие, улучшению показателей бурения [3].
Поскольку применяемые в указанной системе раствора реагенты полисахаридной природы (биополимер, крахмал) подвержены ферментации и разложению, в состав раствора входит бактерицид, подавляющий жизнедеятельность бактерий и позволяющий сохранять необходимое качество раствора в течение периода бурения горизонтального ствола.
Система "Буртех-С" полностью био- и кислоторазложима и обеспечивает высокое качество вскрытия продуктивного горизонта и максимальную производительность скважины.
Преимущества "Буртех-С" по сравнению с традиционными глинистыми растворами были подтверждены при их промышленном применении при бурении Нефте-камским УБР горизонтальных
наука — производству
Табл. 1.
Раствор Проницаемость кернов, мД Параметры раствора
песчаники известняки P, г/см Ф (0,7 МПа), см3/30мин Ппл, мПа сек То, дПа рН Ппл, мПа^сек (по Брукфильду) Р, %
Буртех-О 396-720 - 0,87 5,8 24 32 7,8 438000 91,6
Буртех-О - 36-65 0,86 6,5 22 30 8,0 459000 95,8
скважин на Югомашевском и Воя-динском месторождениях.
Для месторождений Башкортостана, находящихся на поздней стадии разработки, характеризующихся пониженными пластовыми давлениями и низкой проницаемостью коллекторов исключительно перспективной является технология заканчивания скважин на депрессии, что требует разработки специальных буровых растворов с низкой плотностью.
Для заканчивания скважин, в том числе с горизонтальными и боковыми стволами, разработан облегченный полимерный буровой раствор ("Буртех-О"), сохраняющий низкое значение плотности (0,87-0,98 г/см3) в течение запланированного периода бурения. Снижение значения плотности бурового раствора достигается образованием в процессе бурения в системе бурового раствора пузырьков воздуха, стабильно удерживающихся в растворе. Они образуются автоматически в растворе под воздействием высоких механических напряжений и кавитации (например, в центробежных насосах, гидромониторных насадках долота, гидросмесителях, диспергаторах и т. д.). Образующаяся система является саморегулирующейся: разрушенные на поверхности пузырьки воздуха вновь образуются на забое скважины.
Буровой раствор позволяет предотвратить проникновение фильтрата бурового раствора в призабойную зону коллектора, что подтверждается проведенными экспериментальными исследованиями по оценке влияния "Бур-тех-О" на фильтрационно-емкост-ные свойства естественных кернов известняков Югомашевского и песчаников Николо-Березовского месторождений Башкортостана.
Эксперименты выполнялись на установке РйЕБ-645 (фирма Согрев!, США) с компьютерным
обеспечением, которое позволяет моделировать условия вскрытия продуктивного пласта и пластового давления до 35 МПа, горного давления - 66,5 МПа, пластовой температуры 1500 С. Расход исследуемой жидкости составляет от 0,001 до 10 см3/мин.
При моделировании процесса вскрытия и освоения составной модели пласта Югомашевского месторождения коэффициент восстановления р для раствора "Бур-тех-О" составил 91,6%, а Николо-Березовского - 95,8% (см. табл.).
Положительные результаты экспериментов были подтверждены при проведении ООО "Нефтекам-ское УБР" промысловых испытаний при бурении восьми добывающих скважин Югомашевского месторождения. Так, бурение скважины № 4942о Югомашевской площади проводилось в интервале продуктивных отложений известняков башкирского яруса (1150-1204 м). Буровой раствор "Буртех-О" на окончание бурения имел следующие параметры: р=0,90 г/см3, Ппл=22 мПа^с, Т0=28 дПа, Ф=5,0 см3 (при 0,7 МПа), рН=8,0. Бурение горизонтальной скважины № 4804го Югомашевской площади также проводилось в интервале продуктивных отложений известняков башкирского яруса (1135-1385 м). Буровой раствор "Буртех-О" на окончание бурения имел следующие параметры: р=0,96 г/см3, Ппл=23 мПа с, Т0=29 дПа, Ф= 5,5см3 (при 0,7 МПа), рН=8,0.
Сравнительные результаты опытно-промысловых испытаний (результаты освоения) "Буртех-О" на Югомашевской площади ООО "Нефтекамское УБР", а также данные по скважинам, законченным на указанной площади с промывкой безглинистым полисахаридным раствором плотностью 1,04-1,06 г/см3, позволяют заключить, что применение "Буртех-О" в интервале
продуктивных отложений известняков башкирского яруса Югомашевской площади дает лучшие результаты по сравнению с применением в идентичных горно-геологических условиях (пониженные пластовые давления) полисахаридного бурового раствора.
"Буртех-О" показал себя как буровой раствор, сохраняющий достаточно высокую стабильность в процессе бурения скважины. При применения "Буртех-О" в скважинах не отмечалось каких-либо осложнений: затяжек или посадок бурильного инструмента, прихватов, потери раствора вследствие поглощения.
Бурение с применением разработанного облегченного полимерного бурового раствора не требует использования дополнительного оборудования (компрессорного хозяйства, дегазаторов и т. д.) и обслуживающего персонала. В качестве буровых установок применимы стандартные буровые станки с обычным бурильным инструментом и специальные станки с гибкой непрерывной трубой (колтюбинг).
Успешно проведенные опытно-промысловые испытания данного раствора при заканчивании скважин, в том числе горизонтальными и боковыми стволами, на месторождениях Башкортостана свидетельствуют о перспективности его применения при вскрытии продуктивных пластов с аномально низкими пластовыми давлениями.
Литература
1. Бурение горизонтальных скважин при равновесии давления в стволе / / Экспресс-информация. - 1996. - № 5. - С. 17-23. -(Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море).
2. Грей Д. Р., Дарли Г. С. Г. Состав и свойства буровых агентов. -М.: Недра, 1985. - 509 с.
3. Кистер Э. Г. Химическая обработка буровых растворов. - М.: Недра, 1972. - 392 с.
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.