Твердая фаза раствора и фильтрационная корка
В отличие от применявшихся ранее силикатных растворов, Sildril™ использует в качестве твердой фазы специально подобранный по размеру (при помощи специального программного обеспечения OptiBridge™) карбонат кальция. Это не только позволяет избавится от избытка активной твердой фазы в растворе, но заметно улучшить качество фильтрационной корки. OptiBridge™ позволяет подобрать концентрацию и фракционный состав для конкретного коллектора и сформировать наиболее плотную и тонкую корку из карбоната кальция непосредственно на поверхности коллектора, а не в его глубине (см. рис. 4).
Таким образом, модифицированная и усовершенствованная рецептура силикатных растворов Sildril™ позволила устранить большинство из недостатков, присущих силикатным буровым растворам середины/конца 90-х и, самое главное, вплотную подойти к использованию силикатных растворов для вскрытия продуктивных горизонтов.
Опыт применения системы Sildril™
В течение последних семи лет компанией M-I Drilling Fluids пробурено более 300 скважин с использованием системы Sildril™ по всему миру. В России высокие силикаты применялись на ряде месторождений Западной Сибири (Самотлорское, Юрхаровское, Сугмутское).
Для сравнения Sildril™ и стандартных глинистых буровых растворов компанией M-I Drilling Fluids [1] были проведены исследования с использованием фактического керна Черногорского месторождения, отобранного в скважине 51119 в августе 2000 г в интервале 1895,65-1903,45 м. Из полученного керна были выпилены два образца диаметром 3,8 и длиной 6,77 см. Остатки керна были отправлены в стороннюю лабораторию для анализа минералогического состава и конфигурации порового пространства.
По результатам исследования была выбрана рецептура промывочной жидкости с карбонатом кальция в качестве сводообразующего материала определенного фракционного состава:
Пресная вода
Sildril-K 40 кг/м3 (4 %)
Polypac UL 14,3 кг/м3
Duovis 4,3 кг/м
CaCO3 Fine 43 кг/м3
Результаты анализа показали, что предложенная рецептура Sildril™ весьма устойчива к загрязнению твердой фазой и старению раствора. Ввод значительного количества активной мелкодисперсной твердой фазы увеличил реологические показатели всего на 7-10 % и практически не оказал влияния на структурные (СНС). Водоотдача раствора снизилась с 4,9 до 4,3 мл/30мин, что вполне ожидаемо с увеличением содержания твердой фазы. Воздействие высокой температуры приводит к весьма незначительному (в пределах ~5 %) увеличению реологических характеристик.
Для измерения восстановления проницаемости, промывка минеральным маслом осуществлялась последовательно со скоростью 2, 3, 4, 6 и 8. Обратная промывка заняла менее 2 часов (против 16 при измерении начальной проницаемости) и не выявила каких-либо специфических отклонений в поведении керна. Величина восстановленной проницаемости составила 4,4 мД или почти 94 % от начальной измеренной, равной 4,7 мД.
Результаты исследований компании M-I Drilling Fluids свыще двух десятков кернов с ряда месторождений Западной Сибири, включая Черногорское, Самотлорское, Харампур, Мегионское, Ново-Покурское и других показали, что максимальный уровень восстановления проницаемости при использовании стандартных глинистых и малоглинистых полимерных растворов не превышает ~86 %. Наилучшие результаты были получены с использованием ингибированных хлоридом калия растворов на основе полианионной целлюлозы и системы Flo-Pro™, для которых коэффициент восстановления проницаемости лежит в диапазоне 84-100 % [1].
Следует заметить, что если высокие силикаты натрия применялись за рубежом с середины 1990-х гг., то высокие силикаты калия впервые в мире использовались при проводке скважины на Самотлорском месторождении. На рис. 5 показано изменение свойств промывочной жидкости при бурении интервала. Использования промывочной жидкости Sildril-К™ привело:
к уменьшению количества долблениий;
уменьшению затрат времени на СПО;
уменьшению сальникообразования;
практически отсутствие всякого рода осложнений;
увеличению проходки.
Выводы
По результатам проведенных промысловых и лабораторных исследований можно заключить, что при правильном подборе рецептуры раствора и фракционного состава силикатных растворов, они не только совместимы с типовыми коллекторами месторождений Западной Сибири, но обеспечивают более высокое качество вскрытия по сравнению с обычными неингибированными полимерными растворами и уступают только специализированным промывочным жидкостям для первичного вскрытия. Таким образом, на основании накопленного опыта бурения в Западной Сибири, результатов лабораторных анализов и опыта применения системы Sildril™ за рубежом мы считаем, что использование системы Sildril™ для бурения наклонно-направленных эксплуатационных скважин по традиционной конструкции не только поможет решить целый комплекс проблем, связанных с бурением активных глинистых пород, стабилизацией стенок скважины и качества цементирования, но и значительно улучшить качество первичного вскрытия продуктивных пластов и увеличить производительность скважин.