Регулирование параметров промывочной жидкости — химическая обработка, утяжеление

В процессе бурения промывочная жидкость взаимодействует с разбуриваемыми породами, пластовыми водами, подвергается воздействию механических нагрузок, температуры, давления. Всё это приводит к ухудшению свойств промывочной жидкости, она теряет способность выполнять необходимые функции. Поэтому в процессе бурения требуется восстанавливать или поддерживать её необходимые свойства. Свойства промывочной жидкости регулируют: химической обработкой (путём введения специальных веществ, реагентов), физико-химическими методами (разбавление, концентрация, утяжеление, диспергация).

Различают первичную и вторичную химическую обработку промывочной жидкости. Первичная служит целью создать промывочную жидкость заданного качества. Такая обработка выполняется либо в процессе приготовления раствора, либо в процессе её циркуляции в скважине, когда необходимо изменить её качество. Вторичная обработка заключается в поддержании свойств жидкости, полученных при первичной обработке. Изменение её свойств в процессе бурения, определённое характером влияния на неё проходимых пород и рядом других факторов, может потребовать многократную вторичную обработку. Интервал, через который необходимо проводить дополнительную вторичную обработку, обусловлен интенсивностью изменения свойств промывочной жидкости.

При бурении под направление (0−50 м) применяем глинистый раствор, приготовленный из бентонита ПБМВ. Для снижения фильтратоотдачи и увеличения вязкости глинистый раствор обрабатывается каустической содой и КМЦ-600.

Для бурения под направление необходимо 120 м³ бурового раствора. Необходимое количество реагентов для его приготовления: бентонит ПБМВ — 1365 кг; каустическая сода — 60 кг; КМЦ-600 — 120 кг, унифлок — 96 кг.

При бурении под кондуктор (50−745 м) используется ранее приготовленный раствор. Для обработки бурового раствора применяют КМЦ-600, каустическая сода, унифлок, ФК-2000, КССБ.

Потребность реагентов и материалов на обработку бурового раствора при бурении кондуктора: бентонит ПБМВ — 9174 кг КМЦ-600 — 152,9 кг, каустическая сода — 76,5 кг, унифлок — 61,2 кг.

При разбуривании цементных стаканов в кондукторе, буровой раствор необходимо обработать кальцинированной содой (которая нейтрализует воздействие цемента на буровой раствор) в количестве 50 кг, наработкой с 1 т бентонита не менее 12 м³ раствора. Допускается применение взаимозаменяемых химреагентов, при условии сохранения проектных параметров бурового раствора.

Бурения под эксплуатационную колонну (745 — 2909 м) начинать на растворе, оставшемся после бурения кондуктора, переработанного через центрифугу и разбавленного технической водой. Для стабилизации ствола скважины и предотвращения гидрации глин раствор обработать НТФ. На гидромешалку 10 м3: НТФ 10 кг. Последующую обработку проводить комплексным реагентом КМЦ + НТФ или КМЦ + ГКЖ. В случае поглощения или потери глинистого раствора пополнение объёма следует производить малоглинистым раствором, приготовленным в глиномешалке из расчёта на 10 м3:

бентонит — 100−150 кг;

КМЦ -80−100 кг + ГКЖ — 30−40 л.

В качестве смазывающей добавки использовать реагент ФК-2000 до 0,5% от объёма раствора.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) — натриевая соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты. Чем выше степень полимеризации КМЦ, тем выше ее термостойкость и стабилизирующее действие на буровой раствор, поэтому наиболее эффективны реагенты марок КМЦ-600, КМЦ-700, Ту1оsе. Представляет собой мелкозернистый порошкообразный материал белого или кремового цвета, содержание влаги не более 10%. Хорошо растворяется в воде. Производится в соответствии с ТУ 6−55−40−90, поставляется в бумажных мешках массой по 20 кг. Применяется для регулирования фильтрационных свойств буровых растворов.

Приготовление водного раствора КМЦ на буровой производится в глиномешалках или с помощью гидромешалки. Глиномешалка МГ-4 заполняется на 2/3 водой, загружается расчетное количество реагента, перемешивается до получения равномерной консистенции и доливается водой до полного объема. Приготовление раствора КМЦ осуществляется из расчета не более 200 кг на глиномешалку. В раствор через смесительную камеру рекомендуется добавлять медленно со скоростью от 10 до 20 минут на мешок.

НТФ (ТУ 6−09−5283−80) — нитрилтриметилфосфоновая кислота предназначена для снижения вязкости, СНС, рН бурового раствора. Уменьшает наработку раствора в процессе бурения, регулирует водоотдачу раствора. Растворимость в воде хорошая, не горюч, не взрывоопасен, малотоксичен. Применяется в летнее время в виде разбавленного 1%-ного раствора, в зимнее время — в виде раствора в антифризе. Поставляется в виде порошка или в виде 30−40%-ного водного раствора в пресной воде (плотность 1190−1270 кг/м) существующими транспортными средствами. В добыче нефти применяется в качестве ингибитора солеотложений.

Каустическая сода — гидроксид натрия (NаОН). Гранулированное или хлопьевидное вещество белого цвета, хорошо растворяется в воде, плотность 2130 кг/м3. Применяется для поддержания нужного значения рН бурового раствора. Поставляется в стальных бочках по 25 или 50 кг или в полиэтиленовых с полипропиленовым слоем мешках по 50 кг.

Добавляется в буровой раствор медленно и осторожно в течение полного цикла циркуляции через специальную емкость для химических реагентов. В нашей стране каустическая сода выпускается в соответствии с ТУ 6−10−1306−85 и поставляется в виде бесцветной непрозрачной кристаллической массы в металлических барабанах массой 100−200 кг.

Бикарбонат натрия (сода пищевая) NаНСОз — порошок белого цвета, плотность 2160 кг/см3, хорошо растворим в воде, при 100 °C полностью разлагается. Применяется главным образом для удаления из бурового раствора загрязнений кальция, особенно обусловленных цементом. Часто используется предварительная обработка бурового раствора бикарбонатом натрия в соотношении 0,7 кг/м3 перед тем, как разбуривать цемент. Поставляется в 5-слойных бумажных мешках по 50 кг. В нашей стране выпускается в соответствии с ТУ 2156−76.

ФК-2000 — экологически безопасная смазочная добавка на основе растительного подсолнечного масла по эффективности многофункционального воздействия на буровой раствор (значительное улучшение антиприхватных, смазочных и ингибирующих свойств, снижение коэффициента поверхностного натяжения на границе фильтрат бурового раствора — углеводород) соответствует лучшим зарубежным смазочным материалам. Смазочная добавка разработана специально для условий Западной Сибири при бурении горизонтальных и наклонно-направленных скважин. По внешнему виду — жидкость, склонная к пастообразованию при низких температурах, от светло-желтого до темно-коричневого цвета с запахом подсолнечного масла. Смазочная добавка упаковывается в металлические 200 л бочки. Эффективная добавка от 0,1% до 0,5%. Особенно эффективен совместно с графитом.

Графит — кристаллический порошок серебристого цвета, нерастворяющийся в воде. Порошок марок ГС-1, ГС-2, ГС-3, ГС-4, применяется совместно с ФК-2000 в количестве 1−2%. Поставка в мешках массой 40 кг. Срок хранения не ограничен.

ГКЖ — кремнеорганическая гидрофобизирующая жидкость. Применяется для стабилизации фильтрации и структурно-реологических параметров бурового раствора в интервалах высоких забойных температур.

Унифлок — водорастворимый полимер акрилового ряда. Применяется как флокулянт и стабилизатор. Эффективен при бурении кондуктора.

КССБ — конденсированная сульфит-спиртовая барда. Является продуктом сульфат-спиртовой барды с формальдегидом и фенолом в кислой среде с последующей нейтрализацией каустиком до рН=6−7. Выпускается в виде порошка или в виде20−25% водного раствора. Применяется для уменьшения водоотдачи и вязкости пресных и слабоминерализированных промывочных жидкостей. Оптимальные добавки для пресных растворов составляют 1−5% на сухой продукт или 5−25% на жидкий. Для слабо минерализованных растворов требуемое количество реагента несколько возрастает, что приводит к образованию пены и необходимости применения пеногасителя. КССБ совместима с большинством солёностойких растворов, что значительно увеличивает диапазон действия обоих реагентов и снижает их расходы. Высокая стабилизация пресных буровых растворов при температурах до 185С достигается вводом КССБ4 (с хроматами). Для обработки промывочных жидкостей используется КССБ в виде 8−10%-го водного раствора.