Значительный период разработки многих, крупных месторождений нефти и газа, определяющих в свое время топливно-экономическую политику страны, привёл к
|
Скачать 3.64 Mb.
|
 Полимерглинистые растворы состоят в основном из растворителя - воды и растворённых веществ: глины – структурообразователя и регуляторов реологических и тиксотропных свойств – полимеров, биополимеров, лигносульфанатов, технической воды. Обладая высокой проницаемостью и пористостью, коллекторы не только в призабойной зоне пропитываются фильтратом бурового раствора, но и кольматируются твёрдой фазой. Растворы быстро становятся высокопластичными, набирают твёрдую фазу из выбуренной породы, которая плохо удаляется. Инвертно-эмульсионный раствор (ИЭР) имеет аналогичный пластовому флюиду состав, что положительно сказывается на фильтрационно-емкостных свойствах (ФЕС) и состоянии призабойной зоны пласта, он редко образует нерастворимых соединений в порах коллектора. Его применение ограничено не только противопожарной и экологической безопасностью, но и невозможностью использования при открытой циркуляционной системе, когда пластовое давление выше гидростатического. Кроме того, при контакте с пластовой водой возможно образование эмульсий, которые образуют блокаду пор коллектора и препятствуют притоку флюида в скважину. Гидрофобные эмульсионные растворы (ГФЭР), как правило, готовятся из очищенного от большей части твёрдой фазы полимерглинистого раствора с добавлением нефти и стабилизирующих добавок. Обладают низкими показателями фильтрации, хорошими технико-экономическими показателями процесса бурения и работы бурового оборудования, что является большим плюсом. Однако их применение ограничено, как и ИЭР (РНО) по причинам пожароопасности и неэкологичности. К тому же эти растворы не всегда обеспечивают качественное вскрытие продуктивных пластов по ряду особенностей, хотя и оказывают меньшее негативное влияние на фильтрационно-емкостные свойства коллекторов по сравнению с полимерглинистым раствором. Растворы фирмы MI SWACO содержат, в качестве ингибитора набухания глинистых пород, силикат натрия (жидкое стекло), карбонат кальция (в качестве наполнителя) и регуляторы реологических свойств (полимеры импортного производства). Опыт их использования показал плохое очищение ствола скважины. На стенках скважины образовывалась настолько плотная и жёсткая фильтрационная корка, что проработка ствола скважины была сопоставима по времени и затратам на бурение. Восстановление ФЕС в призабойной зоне требовало многократных кислотных и прочих обработок. Положительным фактором являлось хорошее сцепление фильтрационной корки и цементного камня. Полимерглинистый карбонатный раствор фирмы MI SWACO системы Flo-Pro, содержит: глину как структурообразователь; мраморную крошку, как наполнитель (кольматант), образующий низкопроницаемую фильтрационную корку. Раствор Flo-Pro NТ той же фирмы, состоит из полимера Flo Vis Plus, как структурообразователя; мраморной крошки, как наполнителя (кольматанта) образующего низкопроницаемую фильтрационную корку. Применение в его составе хлористого калия (ингибитор набухания глин), при условии проводки скважины в интервалах с низкими пластовыми давлениями и высокой пористости, снижает вероятность загрязнения коллектора. Мраморная фильтрационная корка легко удаляется при освоении скважины без воздействия на призабойную зону растворителя. Однако данный раствор нарабатывает в своем составе твердую глинистую фазу, увеличивается пластическая и динамическая вязкость, что приводит к загрязнению коллектора и необходимости применения достаточно усиленной системы очистки бурового раствора. Данный раствор ограничен в применении в глинистых породах, склонных к текучести. Ограничение применения силикатных, карбонатных и минерализованных растворов связано с проблемами по обработке геофизических данных. В скважинах с аномально-высоким пластовым давлением (АВПД) применяются утяжелённые буровые растворы, в которых в качестве утяжелителя используют гематит, барит, соли тяжёлых металлов и железорудный концентрат (ЖРК). В качестве структурообразователей и стабилизаторов применяются глины до 5 %, лигносульфонаты (ФХЛС, КЛСП), гидрофобизирующая жидкость, гидролизированный полиакрилнитрит (ГИПАН), соли (хлористый калий, хлористый натрий, хлористый кальций), каустик, хромпик, различные полимеры импортного производства и их отечественные аналоги не более 2 %. Основные проблемы, связанные с применением утяжелённых буровых растворов, являются нестабильность параметров, низкая седиментационная устойчивость и необратимое снижение проницаемости низкопроницаемых коллекторов ачимовских и юрских продуктивных горизонтов. Нестабильность параметров обусловлена изменением термобарических условий, агрессией пластовых газов, отсутствием возможности очистки бурового раствора от выбуренной породы. В настоящее время у нас и за рубежом из всех типов буровых растворов наиболее широкое распространение получили безглинистые ингибированные растворы на основе биополимеров и растворы на углеводородной основе (РОУ) [13, 14]. Последние обладают повышенной пожароопасностью и требуют дополнительных дорогостоящих мероприятий по охране окружающей среды (утилизация, замкнутый круг циркуляции, хранение материалов и замещенного раствора и т.д.). С целью исключения части недостатков РУО, рекомендуют инвертные эмкльсии на основе углеводородных жидкостей с высоким содержанием воды [15, 16]. Основным требованием, предъявляемым к такого рода эмульсиям является их устойчивость против обращения фаз и разрушения. В частности, применяемые в настоящее время высококонцентрированные инвертные эмульсионные растворы (ВИЭР), разработанные ВНИИБТ, обладают низкой агрегативной устойчивостью, и их использование практически невозможно при наличии в геологическом разрезе водонасыщенных пластов [17]. Переход на бурение скважин с применением безглинистых буровых растворов первоначально был обусловлен стремлением повысить механическую скорость проходки за счет снижения содержания твердой фазы, способствующее понижению дифференциального давления на забой скважины, и , следовательно, сокращению сроков строительства скважин. Так Гусманом А.М. и др. [18], отмечено, что переход с промывки забоя водой на промывку глинистым раствором влечет за собой изменение механизма очистки забоя от выбуренной породы. Анализ фракционного состава проб шлама, отобранных при бурении, показал, что при промывке скважин глинистым раствором, процентное содержание крупных фракций меньше, а мелких больше, чем при промывке водой. Это объясняется тем, что при промывке глинистым раствором, образование на забое глинисто-шламовой подушки и рост дифференциальных давлений затрудняет отделение отколотой части породы от забоя, а отделенная часть подвергается повторному воздействию зуба шарошки, то есть повторному измельчению. Литвишко В.Г. и Липкeсом М.И. показано [19], что применение слабо-структурированных буровых растворов с малым содержанием твердой фазы позволяет создать турбулентный режим течения раствора по затрубному пространству, что способствует улучшению качества очистки ствола скважины и повышению эффективности работы долот. Штурн В.Б. [20] показал, что увеличение концентрации твердой фазы в буровом растворе оказывает существенное влияние на значение механической скорости проходки, удельную мощность разрушения и другие энергетические показатели процесса разрушения. Вышеуказанные данные о влиянии содержания твердой фазы бурового раствора на механическую скорость проходки согласуются с результатами экспериментальных исследований американских ученых [21] и подтверждены исследованиями Крысина Н.И., Мавлютова М.Р. и др. [22, 23] на примере бурения скважин в Пермском Прикамье. Необходимо отметить, что повышение показателей механической скорости бурения может быть достигнуто не только регулированием общетехнологических показателей бурового раствора, но и повышением его смазывающих свойств. Следует отметить, что наличие в растворе активной глинистой фазы не только негативно отражается на скорости строительства скважины, но и в большей степени приводит к интенсивной кольматации порового пространства пород, значительно снижая их пористость и проницаемость. Как известно, глины, применяемые для приготовления бурового раствора, содержат до 50% частиц величиной менее 0,01 мм и 25% частиц -– 0,001 мм, что соизмеримо с величиной поровых каналов. Снизить отрицательное влияние твердой фазы можно за счет уменьшения ее концентрации, а также регулированием ее дисперсности и химического состава, но при этом необходимо учитывать значения величины плотности и структурно-механических свойств. Известны многочисленные рецептуры безглинистых буровых растворов, разработанные Ангелопуло О.К., Андресоном Б.А., Джексоном Д., Кистером Э.Г., Булатовым А.И., Липкесом М.И., Минхайровым К.Л., Крысиным Н.И., Нацепинской А.М., Подгорновым В.М., Шариповым А.У. и другими отечественными и зарубежными исследователями. При разработке безглинистых систем исследователями большое внимание уделяется снижению глубины проникновения фильтрата в пласт, за счет регулирования полимерсолевых и комплексообразующих компонентов дисперсной фазы и дисперсионной среды в буровом растворе. Так, в [24] предложен буровой раствор, в состав которого входят: вода, добавки, понижающие водоотдачу, утяжелители и вязкостной агент, в качестве которого используют продукт реакции железа и гидроокиси щелочных металлов. Состав и технология приготовления раствора для применения в промысловых условиях довольно сложны. В НПО «Бурение» предложена технологическая жидкость VIP (viscosifier petroleum) [25]. Данная жидкость представляет собой псевдопластический в пластовых условиях гелеобразного вида раствор, основой которой является нефть или стабильный газовый конденсат. Недостатком его применения, помимо недостатков относящихся ко всем жидкостям на нефтяной основе, являются повышенные реологические свойства (условная вязкость 480 с), неприемлемые при проводке скважин. Федосовым Р.И. и др. [26] разработана рецептура безглинистого полимерно-гидрогелевого раствора типа «Экориш» на основе уксуснокислого железа (III). Система обладает недиспергирующим действием и высокой флоккулирующей способностью к породам различного минералогического состава, является сильнейшим ингибитором набухания глинистых пород, предотвращающим как набухание, так и диспергирование и образование избыточных объемов. Реологической особенностью этих растворов является псевдопластичность, в результате чего улучшается очистка забоя и увеличивается механическая скорость бурения. Гидрогелевые растворы позволяют проводить геофизические исследования для определения объема запасов углеводородов в залежи, а так же работы, связанные с проводкой скважин. Однако наличие в составе дисперсионной среды катионов трехвалентного железа может вызывать обильное осадкообразование при контакте фильтрата с пластовыми флюидами. На предприятиях Западной Сибири применяли растворы бишофита и кристаллогидрата хлорида магния [27]. С использованием этой легко растворимой соли можно получить раствор плотностью до 1300 кг/м3. Однако раствор бишофита такой плотности имеет температуру кристаллизации около 3 ОС, что затрудняет его приготовление и применение в условиях Севера. В институте «ТатНИПИНефть» разработана рецептура облегченного полимер-мелового бурового раствора [28]. Сохранение коллекторских свойств, а точнее, меньшее повреждение пласта, достигается за счет незначительного содержания в растворе глинистой составляющей и наличия химически активной твердой фазы, которая создает искусственный защитный экран. На стадии освоения такой экран легко удаляется кислотным составом. Наличие глинопорошка в таком растворе обуславливает необратимое снижение фильтрационной характеристики пласта. Клампитом Р. [29] предложен безглинистый буровой раствор, в состав которого входят гидролизованный полиакриламид – 0,048-0,48%, гидросульфит натрия – 0,13%, бихромат натрия – 0,13% и вода. Раствор имеет низкие флокулирующие свойства. Химические реагенты, применяемые для приготовления раствора, дорогие и дефицитные. Зобниным И. [30] предложена промывочная жидкость для качественного вскрытия продуктивных пластов, содержащая в своем составе биополимер, NaOH или KOH, карбонат натрия, крахмал, PAC-R, PAC-CL, KCl, мраморную крошку, пеногаситель и биоцид. Как можно заметить, состав системы очень сложный и регулирование параметров жидкости в промысловых условиях может быть невозможным. Хариевым И.Ю. и др.[31] разработан безглинистый буровой раствор на водной основе, в состав которого входят: 3-10 % хлорида калия; 0,02-2,0 % полиакриламида; 3,0-4,0 % лигносульфонатного реагента – стабилизатора (например, КССБ, или ФХЛС, или окзил); 0,2-0,5 % КМЦ; 1-40 % смеси карбоната кальция и сернокислого железа. Для повышения эффективности реагентов стабилизаторов раствор обрабатывают щелочами в количестве 0,1-0,3 % от объема раствора, для улучшения смазывающих свойств вводят нефть, нефтепродукты, графит и различные ПАВ. Основным недостатком данного раствора является его многокомпонентность и не технологичность в промысловых условиях. Давыдовым В.К. [32], предложен буровой раствор, содержащий ингибирующие добавки и неионогенные ПАВ, обеспечивающие низкие значения поверхностного натяжения фильтрата на границе с нефтью. Однако в работе отсутствуют данные по составу раствора и дифференцированная оценка его влияния на свойства прискважинной зоны пласта. Андресоном Б.А. Минхайровым К.Л., и др. [33] для вскрытия продуктивных пластов на месторождениях Башкортостана предложен безглинистый полимерный раствор с использованием ПАА и неионогенных ПАВ. В качестве компонентов для получения указанного раствора использовали ПАА, неионогенные ПАВ (шкопау, ОП-10 и др.), технические соли (хлориды натрия, кальция, цинка или железа) и пластовая вода. Эти растворы имеют высокие реологические свойства (ηпл = 71-546 мПас) и высокую плотность, что ограничивает область их применения. Авторами работы [34] был предложен высокоминерализованный безглинистый буровой раствор, не содержащий дисперсного наполнителя-утяжелителя (при плотности до 1500 кг/м3). Основа системы – высокоминерализованная водная фаза смешанного состава, включающая неорганические соли и экологически безопасную композицию полимерных регуляторов реологических и фильтрационных свойств. По заявлению авторов коэффициент восстановления проницаемости фильтрующего слоя, имитирующего песчаник пласта с начальной проницаемостью 5386 мД, после использования разработанной системы составил 70 %, в то время как при прокачивании стандартного полимерглинистого раствора утяжеленного баритом не превышал 10-20 %. При опробования состава на скважине удалось получить высокую производительность при депрессии не превышающей 1,5 МПа. Однако сведения о компонентном составе раствора в работе отсутствуют, как и отсутствуют результаты лабораторных испытаний. Белей И.И. и Коновалов Е.А. разработали полимерный алюмоакриловый раствор следующего состава: гипан – 0,7-1,0 %; сернокислый алюминий – 1,5-2,0 %; кальцинированная сода – 0,5-0,6 %; вода – остальное [35]. В результате взаимодействия гипана и сернокислого алюминия образуются комплексы, которые из-за низких значений рН среды (4,9-5,2) осаждаются. Повышение рН среды введением кальцинированной соды приводит к образованию однородных растворов с удовлетворительными структурно-механическими свойствами. Несовершенство данного раствора можно объяснить высокими флоккулирующими свойствами. Что приводит не только к очистке его от выбуренной породы, но и удалению из системы полимерных комплексов. Леонидовым В.И., Пахмуриным Г.А. предложен полимерный раствор, в состав которого входят 2,5 % хромпика, 16 % КССБ-2, 1,5 % каустической соды, 80 % пластовой воды с минерализацией 75 г/л [36]. Положительным для данного раствора являются низкие показатели фильтрации. К недостаткам следует отнести использование в больших количествах хромпика и лигносульфонатов. Анализ рецептур безглинистых буровых растворов показал, что подход к выбору состава раствора первоначально обусловливался не обеспечением качества вскрытия продуктивных пластов, а повышением скорости бурения и базировался, в основном, на традиционных химических реагентах, используемых для регулирования основных физико-химических характеристик глинистых систем. Основным направлением в разработке безглинистых систем, в состав которых входят акриловые полимеры, эфиры целлюлозы и лигносульфонаты [29, 31, 33, 35-39], является формирование устойчивой во времени зоны кольматации, для разрушения которой при освоении скважины необходимо использовать специальные технологии. Положительным моментом является подход к выбору состава дисперсионной среды, который предупреждает набухание и диспергирование глинистых минералов коллектора (калиевые растворы, пластовые воды продуктивных горизонтов) и предупреждение образования водонефтяной эмульсии (выбор ПАВ). Авторами [40] предложен безглинистый эмульсионно-гелевый полисахаридный раствор (БЭГПР) для вскрытия пластов и проводки скважин в осложненных горно-геологических условиях. Раствор приготавливается на основе пластовой воды. Ингибирующие свойства ему придают вводимые хлориды калия и магния. Реологические характеристики регулируются вводом крахмала, полианионной целлюлозы или ксантановой смолы, поверхностно-активные свойства – добавкой в состав поверхностно активного вещества комплексного действия. В качестве кольматанта-утяжелителя используется карбонат кальция. Кроме всего прочего в состав раствора вводят нефть, по-видимому, в качестве смазывающей добавки. Данный раствор первоначально разрабатывался для бурения в неустойчивых глинистых отложениях и в работе не рассматривается его влияние на фильтрационно-емкостные свойства пласта. Основная задача разработки рецептуры безглинистого бурового раствора заключалась в выборе полимерного реагента, способного в процессе строительства скважины обеспечить формирование кольматационного экрана в ПЗП, который деструктурируется после окончания строительства скважины, тем самым, обеспечивая восстановление фильтрационно-емкостных свойств продуктивного пласта. Окуневым М.С., Сергиенко Л.П. и др. [41] предложен безглинистый буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов, содержащий карбоксиметилцеллюлозу 0,8-1,2 %; запечную пыль, уловленную электрофильтрами цементнообжиговых печей 16,8-37,2 %; борную кислоту или тетраборат натрия 0,1-0,1 % и воду. Оригинальные и не традиционно используемые реагенты, дают возможность применения раствора только в единичных случаях. Третьяк А.Я. [42] предложил буровой раствор, содержащий карбоксиметилцеллюлозу 0,5-2,0 %, декстриновую крошку - смесь углеводородов, образующихся при гидролизе картофельного и маисового крахмала 0,5-2,0 % и воду. Декстриновая крошка является кольматационным наполнителем, а остальной состав раствора очень чувствителен к полисолевой минерализации, поэтому применение данного раствора носит ограниченный характер - только в пресных системах. Тем же автором [43] предложен состав раствора, который содержит декстриновую крупу 0,5-3 %; КМЦ 0,5-2,0 %; едкий натр 0,1 % и воду. Наличие каустической соды создает повышенное значение рН среды (до 14), что ограничивает их применение в условиях использования алюминиевых труб и негативно сказывается на устойчивости стенок скважины. Хариев И.Ю. [44] предложил использовать для вскрытия продуктивных пластов буровой раствор, содержащий КМЦ 0,5-5,0 %, крахмал 1-3 % и воду. Разработан ряд промывочных жидкостей на основе крахмала с добавками ферментных препаратов типа эндополигамектуролозы или амилолитических ферментов [45, 46]. Однако действия и свойства ферментов в пластовых условиях еще не достаточно изучены, их влияние на коллекторские свойства пласта и нефтенасыщенность неоднозначны, поэтому применение таких промывочных жидкостей ограничено. В условиях высоких температур и давлений, были попытки использования в качестве бурового раствора пластовой воды, содержащей цезий [47]. Такая вода может поставляться на буровую плотностью 2200 кг/м3 без содержания твердых взвесей. Буровые растворы с содержанием цезия могут представлять потенциальный интерес для бурения и заканчивания скважин, но пока еще не выявлены возможные негативные последствия, с которыми предстоит столкнуться при бурении последующих скважин. Помимо изложенных составов рецептур промывочных жидкостей имеются и другие разработки. Их довольно-таки много. Рассмотреть их всех полностью в рамках данной монографии не представляется возможным. Можно лишь полагать, что основа у них аналогична. Это полимерная составляющая, являющаяся структурообразователем системы; электролит-ингибитор набухания глинистого материала; другие добавки – регуляторы технологических свойств промывочной жидкости (вязкости, фильтратоотдачи, реологических показателей, смазочных свойств и т.д.). Учитывая результаты анализа состояния качества вскрытия продуктивных горизонтов севера Тюменской области, разнообразие применяемых и рекомендованных для их вскрытия видов промывочных жидкостей, реагентов, входящих в их состав в целях обеспечения максимально возможной сохранности естественных фильтрационно-емкостных свойств коллекторов нефти и газа терригенного типа с большим содержанием глинистого материала с широким пределом варьирования термобарических условий необходимо: - обобщить результаты теоретических и экспериментальных исследований в области решения данной проблемы; - разработать теоретические предпосылки к созданию, совершенствованию технологий, технических средств для вскрытия коллекторов нефти и газа; - исследовать физико-механические свойства промывочных жидкостей на полимерной основе с малым содержанием твёрдой фазы; - теоретически обосновать выбор компонентов буровых растворов, способствующих повышению их ингибирующих свойств, снижению показателя фильтратоотдачи; - предложить рецептуры промывочных жидкостей для вскрытия продуктивных горизонтов с широким диапазоном градиентов пластовых давлений. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Правила разработки нефтяных и газонефтяных месторождений Госгортехнадзора и других организаций при проведении работ, связанных с разведкой, подсчетом запасов нефти и газа, проектированием... |
|
Реферат по дисциплине “Геология, поиск и разведка нгм” на тему: «Залежи... Классификация запасов месторождений, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов в России |
 |
Стандарт организации Для подсчета запасов нефти, проектирования разработки и контроля за разработкой нефтяных месторождений необходимо исследование рvt... |
|
Программа учебной практики по бурению Специализации: Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых; Геология нефти и газа |
|
Рабочая программа дисциплины Компьютерные технологии в геологии Специализации: Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых; Геология нефти и газа |
|
22. Финансовое право в период гражданский войны. (1918-1920гг.) Отказ от рыночных отношений привел к развалу финансовой системы. Руководство страны ставило своей целью переход к непосредственному... |
|
Свод правил подземные хранилища газа, нефти и продуктов их переработки... Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-фз "О техническом... |
|
Инструкция по оформлению письма-запроса на практику для предприятия... И. М. Губкина просит принять студента факультета разработки нефтяных и газовых месторождений, кафедры разработки и эксплуатации газовых... |
|
1. Технологическая часть Выбор системы газоснабжения Значительный рост добычи газа существенно изменит топливный баланс страна. Если в 1950 году удельный вес газового топлива занимал... |
|
Фгбоу во «ЗабГУ» Факультет горный Кафедра подземной разработки месторождений полезных ископаемых Вскрытие и подготовка месторождений скальных руд при разработке способом подземного (шахтного) выщелачивания (ШВ) |
|
Ежеквартальный отчет открытое акционерное общество по геологии, поискам,... Открытое акционерное общество по геологии, поискам, разведке и добыче нефти и газа «Печоранефть» |
|
Содержание Введение Общие сведения о районе Геологическая часть Обоснование... Их промышленное освоение должно обеспечивать требуемые уровни добычи нефти и газа, возможно более полное использование недр как по... |
|
Трубопроводы магистральные и промысловые для нефти и газа. Строительство... Роительство в условиях вечной мерзлоты и контроль выполнения работ распространяется на магистральные и промысловые стальные трубопроводы... |
|
М. Ю. Киреев Приказ №146 от 30. 08. 16 Спортивной стрельбой занимаются во многих странах мира сотни миллионов людей: мужчины, женщины, дети. Значит стрельба интересна,... |
|
Публичныйдокла д муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения Качество образования – один из ключевых факторов, определяющих развитие страны и судьбу ее граждан на ближайшее десятилетие |
|
Пояснительная записка настоящая программа предназначена для подготовки... Программа предназначена для подготовки и переподготовки (повышения квалификации) рабочих по профессии «Оператор по добыче нефти и... |