Буровой раствор

Работа любой нефте — или газоскважены невозможна без участия бурового раствора, который готовится непосредственно перед добычей нефти/газа и позволяет обеспечить необходимые аспекты процесса разработки скважины. Задачи, которые под силу решить буровому раствору – самые разнообразные: от фильтрования и очистки забоя и стволовой полости к обеспечению главных требований техники безопасности. Поэтому он и является обязательным участником всех разработок, без исключений, месторождений. Состав, вязкость, масса и другие параметры этого материала могут достаточно сильно отличаться, в зависимости от ситуации. На них влияет специфика залежей, применяемые технологии, бюджет и другие факторы.

Чем именно являются буровые растворы, состав и характеристики возможных, на которой сырье и добавках лучше всего остановить выбор – на эти и другие вопросы вы найдете ответы далее.

Буровой раствор (БР) – это сложная многокомпонентная дисперсная система эмульсий, суспензий и аэрируемых жидких веществ, предназначенных для промывки скважин при бурении. Перемещаясь внутри рабочего ствола, он очищает стенки от слоев загрязнений, вымывает остатки пробуренных пород с выводом их наверх, интенсифицирует разрушительную работу инструмента над слоями, дает возможность качественно раскрыть горизонт и выполнить множество других задач.

Свойства. Насколько продуктивной будет работа, зависит от качества БР. Важно контролировать все его свойства, в том числе:

— плотность (должна находиться в диапазоне 1000-2500 кг/м3, определяется с помощью ареометра);

— водоотдачу (количество фильтрата, выделяющегося из очистительной техники, в течение получаса на 100 и более кПа);

— условную в’зкість (измеряется временным промежутком, за который конкретный объем раствора перемещается со стандартной лейки) и эффективную (вычисляется с помощью вискозиметра, отражая пропорцию напряжений в общем потоке и скоростного градиента);

— напряжение смещения (измеряется также с помощью вискозиметра должна быть в пределах 0-20 Па).

Приготовление раствора возможно несколькими способами.

Первый, самый простой и с незначительными затратами, осуществляется в присутствии глиняных коллоидных залежей. Промывочная жидкость формируется непосредственно при бурении. Вода попадает в ствол, измельчает глину и перемешивается с ней. Инструмент вибурює доли этого состава, на основе которых и создается раствор. Насколько качественным он будет, зависит от количества воды и применения вспомогательных химических приложений.

Второй способ приготовления БР предполагает использование мешалок для соединения воды и глины путем активного перемешивания. Так же, как и в предыдущем случае, улучшить свойства (повысить/уменьшить плотность, вязкость и т. п) можно, используя реагенты. Только здесь они прилагаются к мешалки. После перемешивания жидкость необходимо очистить. Для этого в стволе создают специальный желоб, комплектующийся перегородками: перемещаясь по нему, БР и избавляется от ненужных примесей. Подробнее про смазочные добавки для буровых растворов на нашем специализированном сайте.

Главные задачи, возложенные на буровые растворы

— охлаждение и смазку поверхностей долота. Поскольку указанная техника функционирует, создавая значительное трения, без смазки и своевременной минимизации температурных показателей не обойтись. Также охлаждения и смазывания позволяют повысить устойчивость аппаратуры к износу;

— очистка забоя, то есть вымывание из скважины и вынос на поверхность выбуренной породы. Физико-химические показатели растворов сильно влияют на качество очистки. Также значение имеют геоособливості, поэтому и состав породы учитывать не менее важно;

— формирование на стволовых стенках очистного слоя, своеобразной сухари с малой проницаемостью. Она гарантирует устойчивость песков в верхней части разреза, а также разъединяет скважину и проницаемые слои;

— предотвращение нефте-, газо — и пластоводним проявлениям;

— предупреждение обрушений стенок, которые может спровоцировать неустойчивая глина;

— обеспечение высококачественного открытие горизонтов (недопущение загрязнений в бурильный процесс, избежание абсолютных закупорок, усложняющие разработку);

— минимизация затрат на фиксирование с задействованием колонн;

— добыча сведений для изучения и оценки при функционировании скважин-разведчиков (анализ шлама и выносных частей породы). Это вспомогательное назначение БР;

— увеличение стойкости труб и техники к коррозионному воздействию;

— достижение соответствия технике безопасности при разработке и максимально возможное уменьшение пагубного воздействия на окружающую среду и экологическую обстановку региона.

Классификация и сырье для буровых растворов

Жидкости для промывки, которые используются для нефте — и газосвердловин, бывают таких видов:

— водные смеси (техническая вода, естественные БР, глинистые (с пресной и минеральной вод, растворы гипса, глины и хлора), а также неглинисті растворы, в частности, полимерные средства);

— неводные жидкости (углеводородные, совокупности нефтепродуктов и небольшого количества газа);

— аэрированные агенты (пены);

— газообразные реагенты.

Техническая вода является самым доступным и экономичным вариантом промывки. Ей свойственна небольшая вязкость, несложная прокачка, хорошо удаления шлама и лучше, в сравнении с другими средствами, охлаждения долота. Обратная сторона медали – плохое содержание вибурених частиц (особенно, если остановить циркуляцию), не формирование прочной сухари на свердловинній стенке, поглощения низьконапірними пластами, производства до набухания глинистых пород, ухудшение проницаемости нефтяных и газовых коллекторов.

Природные БР – это водные суспензии, которые создаются в скважинах при диспергировании жира шлама горных пород, которые разбуриваются на воде. Главное их преимущество – значительное снижение необходимости использовать привозные материалы для приготовления и обработки рабочих жидкостей, а следовательно и их удешевление. С другой стороны, качество и свойства промывочных смесей становятся зависимыми от минералогии и природы глин, способа и режима бурения, а также от типа инструмента, который разрушает породу. Кроме того, часто в них в большом количестве присутствуют абразивные частицы. Так что естественный вид лучше всего подходит для использования тогда, когда геостратиграфічні условия не требуют привлечения высококачественных промывочных жидкостей.

Глинистые растворы самые популярные. Это, прежде всего, материалы, которые образуются на основе 3-х групп глинистых минералов: бентонитовых, каолиновых и гидрослюдистых. Растворы из глин глинізують скважинные поверхности, создавая тонкий плотный слой, что препятствует проникновению фильтрата в пласты. Их плотность и вязкость таковы, которые позволяют сдерживать шлам розбуреної породы даже в состоянии покоя с предотвращением оседания на забое в перерывах и при промывке. Если глинистый раствор сделать более тяжким, можно обеспечить значительное противодавление на пласты, а через это и избежать попадания пластовых вод, нефти и газа не только в саму скважину, но и в открытое бурильное фонтанирование. Эти же предпосылки являются причиной более тяжелого отделения элементов породы в циркуляционной системе БР.

Кроме перечисленных выше водных глинистых жидкостей можно также задействовать:

— малоглинисті (лучше всего подходят для разработки верхних вивітрілих и с трещинами слоев);

— соленасыщенние (для бурения мощных соленосных пород);

— інгібовані (обработанные химическими веществами с целью избежания набухания обрабатываемых пород и значительного насыщения раствора твердой фазой).

Неглинисті буровые растворы, соответственно, производятся без применения глины. Сюда относятся, главным образом, водные жидкости с конденсированной твердой фазой. Дисперсная же достигается химическим путем. Консистенция раствора напоминает гель, а химическая обработка трансформирует его в седиментаційну устойчивую систему. Такой жидкости характерно сохранение структурно-механических свойств, независимо от минерализации. Учитывая это, она используется тогда, когда важно добиться высокопрочности скважинных стенок. При этом контролировать и корректировать минерализацию раствора достаточно сложно.

К неглинистих БР относятся и биологические полимерные смеси, так называемые биополимеры. Их получение происходит при воздействии ряда бактерий на полисахариды. Их свойства можно регулировать настолько же легко, насколько и свойства промывочных жидкостей, которые создаются из бентонитов. Однако некоторые бактерии могут флокулювати шлам пород, добываемых, не позволяя формироваться суспензиям. При работе с біополімерами стоит учитывать и такие их особенности, как термостойкость и относительная дороговизна (это в некоторой степени ограничивает их использование).

Углеводородные БР – системы, состоящие из многочисленных элементов. Несущим средой выступает нефть или ЧП в жидком состоянии (яркий пример – дизтопливо), дисперсной фазой – искусственно состаренный битум (окисленный), асфальт или специальным образом обработанная глина. Таким растворам не присущ негативное влияние на свойства нефтяных и газовых коллекторов. Также они способны смазывать. Их привлечение минимизирует расход мощности на холостое вращение совокупности скрепленных бурильных труб и уменьшает износ бурильной установки. Среди негативных характеристик углеводородных жидкостей: значительная стоимость приготовления, пожароопасность, сложное удаление с техники. С учетом всех плюсов и минусов такие композиции задействуют, чтобы увеличить бурильную эффективность в породах-коллекторах, сохранить исходный уровень отдачи нефти и газа, организовать работу в непростых условиях глин, набухающих, и солей, которые растворяются.

Эмульсионные растворы (обратные или інвертні эмульсии). Среди примечательных особенностей: хорошо смазывания и предотвращения схватывания техники со скважиной. Здесь дисперсной средой выступает водо-нефтяная эмульсия, а фазой – глина. В количественном соотношении 60-70 % принадлежит нефти или НП, остальные – воде. При необходимости можно увеличить объем воды до 80 % и даже больше. Справиться с этой задачей помогут специальные вещества-эмульгаторы. Когда целесообразным является применение эмульсионных БР? Главным образом, при разработке глиняных залежей и пластов солей.

Газообразные агенты. Газовое продувка сжатым воздухом, природным газом или выхлопными газами ДВС позволяет очистить забой, вынести породу наверх и одновременно охладить долото. Главное преимущество – экономичность: механическая скорость и прохождение на долото увеличиваются в разы (в 10-12 и больше!). Значительные скорости выходного потока в пространстве за трубами ускоряют вынос частиц материала, который добывается. Другие положительные моменты применения: облегчение гидрогеологической осмотра в скважинах и повышение коэффициента отдачи нефти и газа пластом.

Аэрированные материалы – это сочетание воздушных пузырьков и собственно жидкостей для промывки (воды, нефтяных эмульсий и др) в пропорции 30:1. Чтобы стабилизировать такие растворы, можно задействовать поверхностно-активные вещества и пенообразователи. Свойства аэрированных БР подобные свойств жидких сред, из которых они образуются. Если это, например, глинистые растворы, то формируется коринка из глины, присутствуют аналогичные вязкость и напряжение сдвига, сохраняется натуральная проницаемость навколозабійної участка пласта при его открытии. Главное достоинство аэрированного вида – возможность выполнения рабочих задач в чрезмерно сложных условиях: обильное поглощение промывок, низкое давление продуктивных пластов и т.д.

Яндекс.Метрика