Технологические промывочные жидкости. Учебное пособие

которых предварительно удалены наиболее тонкие фракции с разме-

ром частиц, меньшим диаметра поровых каналов. Если требуется не-

значительно утяжелить буровой раствор, то лучше использовать кар-

бонатные утяжелители (известняк, мел, мраморную крошку, доломит,

мергель), которые растворяются в соляной кислоте и могут быть уда-

лены из приствольной зоны пласта.

При вскрытии продуктивных пластов с низким пластовым давле-

нием, имеющим хорошо дренированные зоны, можно использовать растворы на углеводородной основе, эмульсионные буровые раство-

ры, глинистые растворы с добавкой поверхностно-активных веществ

(сульфонол, ОП-10 и др.), аэрированные промывочные жидкости.

Для вскрытия продуктивных пластов, содержащих набухающие глины, рекомендуется применение ингибирующего хлоркалиевого раствора, хлоркальциевого ингибирующего раствора, гелево-

эмульсионного бурового раствора с повышенной ингибирующей спо-

собностью.

При разбуривании низкопроницаемых коллекторов эффективно использование безглинистых промывочных жидкостей, газообразных агентов, меловых суспензий. Меловые суспензии сохраняют есте-

ственные свойства пласта, обрабатываются полиакриламидом 0,5–

07 %. Они проникают в пласт на небольшую глубину и предотвра-

щают последующее проникновение других жидкостей и фильтрата цементного раствора в глубь пласта.

Для вскрытия продуктивных горизонтов с низкими пластовыми давлениями рекомендуется использовать безглинистые и малоглини-

стые промывочные жидкости, меловые растворы (суспензии).

41

С целью сохранения коллекторских свойств пласта можно при-

менять физико-химический способ, то есть создавать тонкую кольма-

тационную зону в продуктивном пласте, полностью изолирующую его от воздействия промывочной жидкости и цементного раствора. В

этом случае буровой раствор должен обладать способностью быстро формировать на стенках скважины непроницаемую наружную филь-

трационную корку, препятствующую проникновению фильтрата в продуктивный пласт.

Для этой цели при разбуривании карбонатных, гипсовых, ангид-

ритовых коллекторов можно использовать глинистый или безглини-

стый силикатный буровой раствор с добавками химических реагентов понизителей водоотдачи, вязкости, соли NaCl, жидкого стекла.

При разбуривании глинистых и песчаных коллекторов можно применять ингибирующий известковый раствор, который снижает гидрофильность пород, пептизацию, набухаемость глин. В результате реакции в порах и трещинах коллектора образуется гидросиликат кальция за счет взаимодействия алюминатов и силикатов, переходя-

щих в раствор из горных пород, с гидроокисью кальция, содержа-

щейся в известковом растворе. Возможно применение ингибирующе-

го гелеэмульсионного бурового раствора [3].

По признаку физико-химического действия на кольматирующие свойства буровых растворов, представляющих собой многофазные полидисперсные системы, химические реагенты можно разделить на группы [1,4].

Реагенты активно-кольматирующего действия – это лигнино-

вые, крахмальные, гуматные, акриловые, на основе целлюлозы или

42

полисахаридов, кремнийорганические и неорганические, представ-

ляющие собой гидрофильные и гидрофобные ПАВ с большим диапа-

зоном размеров молекул, которые способны обеспечить адсорбцион-

но-молекулярную кольматацию среды.

Реагенты осадкообразующего действия – способны образовы-

вать суспензии: гидроокиси алюминия, гидроокиси магния, растворы с конденсированной твердой фазой в виде геля кремниевой кислоты,

глинистые суспензии, обеспечивающие за счет сил адгезии и грави-

тации накопление осадка и кольматацию пористой среды.

Реагенты регулирующе-модифицирующего действия – это поли-

электролиты-коагулянты, которые позволяют укрупнять глинистые частицы в суспензии: полиакриламид, хлориды щелочных металлов кальция, магния или реагенты пептизаторы, которые расщепляют ча-

стицы твердой фазы на более мелкие – каустическая сода, кальцини-

рованная сода.

Реагенты объемно-кольматирующего действия: гипан, полиак-

риламид, крахмал, известь, хлористый калий, хлористый натрий, мел.

Реагенты декольматирующего действия, которые позволяют разрушить или растворить кольматирующее вещество в продуктив-

ном пласте: соляная и сульфамиловая кислота, трилон Б, каустиче-

ская сода.

Процессом кольматации в условиях скважины нужно управлять.

Технологический комплекс химических реагентов должен соот-

ветствовать определенным требованиям к вещественному составу, к

концентрации и размерам частиц растворенных и диспергированных веществ.

43

Следует учитывать характеристики пористых пород, которые подлежат кольматации, и заполняющего их пластового флюида,

условия фильтрации жидкости, обусловленные перепадом давления и температурой. Необходимо подбирать технологический комплекс ре-

агентов для промывочных жидкостей, удовлетворяющий геолого-

техническим условиям кольматации горных пород.

Вопросы для самопроверки

1.Какие буровые растворы сильнее загрязняют продуктивный пласт?

2.Какие факторы необходимо учитывать при выборе промывочной жидкости для бурения продуктивного пласта?

3.Какие требования предъявляются к параметрам бурового раствора?

4.Какие промывочные жидкости эффективны при вскрытии низко-

проницаемых коллекторов?

5.Какие буровые растворы лучше применять при вскрытии продук-

тивных горизонтов с низким пластовым давлением?

44

ВЫВОДЫ

1.Материал учебного пособия позволяет студентам понять принцип выбора технологических показателей промывочных растворов.

2.Студенты приобретают знания о взаимодействии промывочных жидкостей с пластовыми флюидами и горными породами.

3.Раскрыты вопросы важности смазочных свойств буровых растворов.

4.Представлен материал по очистке промывочных растворов с точки зрения экологической охраны природы и недр.

5.Изложены вопросы влияния промывочной жидкости на качество вскрытия продуктивных пластов.

6.Рассмотрены проблемы выбора промывочной жидкости с целью сохранения естественных коллекторских свойств продуктивных пластов.

45

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Промывочные жидкости играют важнейшую роль в повышении эффективности буровых работ. От правильного выбора бурового рас-

твора и его соответствия геологическим условиям зависят скорость бурения, устойчивость стенок скважины, качество вскрытия продук-

тивного пласта, работоспособность и износостойкость бурового обо-

рудования и бурильного инструмента, возможность предотвращения осложнений и аварий, качество цементирования и в итоге – общая стоимость строительства скважины.

Промывочные жидкости должны быть химически нейтральными по отношению к разбуриваемым горным породам, не вызывать их диспергирования и набухания. Используемые для регулирования их свойств химические реагенты и добавки должны обеспечивать направленное изменение каждого технологического показателя при других неизменных показателях.

В современных условиях бурения, характеризующихся ростом глубины скважин, высокими температурами, наличием толщ прони-

цаемых отложений и неустойчивых пород, большое значение уделя-

ется вопросам разработки и применения промывочных жидкостей с улучшенными смазочными свойствами.

Содержание твердых примесей характеризует загрязненность бурового раствора шламом (песком) и недиспергированными частицами горных пород. С увеличением количества шламовых частиц в растворе повышается износ бурильных труб, долот, забойных двигателей, насосов, повышается вязкость раствора. Подбор устройств

46

для очистки бурового раствора осуществляется исходя из условий бурения и поставленных задач.

Сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта при первичном вскрытии заключается в том, чтобы не ухудшать есте-

ственную проницаемость коллектора, а призабойную зону пласта не закольматировать твердой фазой и фильтратом промывочной жидко-

сти. Основным критерием эффективности применения любого типа промывочного раствора является достижение максимальной произво-

дительности скважины, соответствующей еѐ потенциальным возмож-

ностям. В этой связи повышение качества первичного вскрытия про-

дуктивного пласта и выбор промывочной жидкости, не приводящей к ухудшению его коллекторских свойств, является важным этапом в процессе строительства нефтяных и газовых скважин.

47

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам. – Оренбург, 2005. – 663 с. – ISBN – 5-88788-128-3.

2.Ермолаева Л.В. Буровые растворы: учебное пособие. – Самара:

СамГТУ, 2010. – 60 с.

3. Михеев В.Л. Технологические свойства буровых растворов. – М.:

Недра, 1979. – 239 с.

4.Ермолаева Л.В. Механика буровых растворов: учебное пособие. – Самара: СамГТУ, 2012. – 64 с.

5.Ермолаева Л.В. О связи осмотических процессов с устойчивостью глинистых отложений и герметичностью колонн // Нефть. Газ. Новации. Научно-технический журнал. Сер. Бурение и крепление скважин. – 2018. –

№10. – С. 60–61.

6.Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные и тампонажные растворы: учеб. пособие для вузов. – М.: Недра,

1999. – 424 с. – ISBN 5-247-03812-6.

7. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин: учеб. пособие для вузов. – М.: Недра, ООО «Бизнесцентр»,

2002. – 632 с. – ISBN 5-8365-0128-9.

48

49

Учебное издание

ЕРМОЛАЕВА Людмила Владимировна

Технологические промывочные жидкости

Редактор Е.С. Захарова

Компьютерная верстка А.С. Бахтуева Выпускающий редактор Н.В. Беганова

Подписано в печать 05.11.19 Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная Усл. п. л. 3,0. Уч.-изд. л. 2,95 Тираж 100 экз. Рег. № 216/19

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный технический университет» 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус

Отпечатано в типографии Самарского государственного технического университета

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус № 8

50