Высокотемпературные синтетические полимеры

Все высокотемпературные полимеры являются синтетическими, так как именно синтетические полимеры имеют остов с термостойкими углерод-углеродными связями. В буровых растворах применяются несколько видов высокотемпературных полимеров. Некоторые из них получают из мономера AMPS (2-акриламидо-2-метил-пропан сульфоновой кислоты). Об AMPS было рассказано ранее в связи с продуктом TACKLE®. AMPS используется при приготовлении TACKLE® для придания устойчивости к твердой фазе, содержанию солей и жесткости при высокой температуре. В дополнение, AMPS применяется для повышения устойчивости регуляторов водоотдачи к загрязнениям в условиях высокой температуры. Примерами сополимеров и тримеров (тройных сополимеров), в которые входит мономер AMPS или иные сульфонированные мономеры, являются продукты Hostadrill 2825 от компании Hoechst, Driscal-D от Drilling Specialties и Polydrill от компании SKW. Производители этих продуктов гарантируют сохранение работоспособности полимеров в условиях повышенной жесткости и высокого содержания солей при температуре до 400°F (204°C). На Рис. 19 и 20 показано химическое строение Hostadrill и Polydrill.

Примером высокотемпературного полимера, предназначенного для предотвращения высокотемпературного застывания, является сульфонированный сополимер стирола ангидрида малеиновой кислоты (англ. сокр. SSMA). Этот полимер закачивается в высокотемпературные скважины перед проведением ГИС или в иных случаях, когда раствор долгое время остается статичным. Полимер стабилизирует СНС в условиях высокой температуры, но не является регулятором водоотдачи или дефлоккулянтом (см. Рис. 21).

ГЛАВА 7. ФИЛЬТРАЦИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

Основной функцией бурового раствора является изоляция проницаемых пород и регулирование фильтрации. Толстая глинистая корка и избыточная фильтрация вызывают различные осложнения, такие как сужения ствола, чрезмерный момент при вращении колонны, затяжки при ее подъеме, прихват, потерю циркуляции, низкое качество результатов внутрискважинных исследований и ухудшение коллекторских свойств пласта. Регулирование фильтрационных свойств бурового раствора и отложение тонкой, низкопроницаемой фильтрационной корки необходимо для предотвращения различных проблем, возникающих при бурении и эксплуатации.

Потенциальные проблемы, вызываемые излишней толщиной фильтрационной корки:

1. Сужения ствола, ведущие к увеличению затяжек

2. Увеличение поршневания и свабирования за счет снижения кольцевого зазора

3. Дифференциальный прихват бурильной колонны, происходящий в результате увеличения зоны контакта и быстрого развития сил, ведущих к прилипанию и дальнейшему прихвату бурильной колонны, вызываемых возможным ростом фильтрации

4. Первичные осложнения при цементировании в связи с недостаточным вытеснением бурового и цементных растворов за счет высокопроницаемой фильтрационной корки.

5. Затруднения при спуске обсадной колонны.

Потенциальные проблемы, вызываемые избыточным внедрением фильтрата:

1. Ухудшение коллекторских свойств продуктивного пласта в результате внедрения фильтрата и твердых частиц. Зона с ухудшенными свойствами (зона загрязнения) может находиться на слишком большой глубине, чтобы ситуацию можно было исправить с помощью перфорации или кислотной обработки. Причинами загрязнения могут быть осаждения нерастворимых соединений, изменения смачиваемости, изменения относительной проницаемости по нефти и газу, закупоривание пласта мельчайшими частицами твердой фазы или набухание глин на месте залегания.

2. Неверные результаты, полученные при испытаниях на фильтрацию. Фильтрационные испытания пластовых флюидов Фильтрационные испытания результативны скорее для фильтрата, чем для пластового флюида.

3. Трудности при оценке параметров продуктивного пласта, вызываемые избыточным внедрением фильтрата, слабой передачей электрических свойств через толстую фильтрационную корку и потенциальные механические проблемы при спуске и извлечении скважинных зондов. Ошибочные параметры, определенные каротажными приборами, с помощью которых можно получить результаты, скорее относящиеся к свойствам фильтрата, нежели к свойствам пластовых флюидов.

4. Вероятность необнаружения нефте- и газоносных зон из-за вымыва фильтратом углевородородов из ствола скважины.

Основы фильтрации

Буровые растворы представляют собой суспензии, состоящие из жидкой фазы и твердых частиц. Понятие фильтрации (водоотдачи) применимо к жидкой фазе раствора, который вторгается в проницаемый пласт в результате воздействия дифференциального давления. Во время этого процесса твердые частицы отфильтровываются, образуя фильтрационную корку (см. рис.1). В случае, если в состав жидкой фазы также входит несмешиваемая жидкость, например, рассол в растворе на нефтяной основе, тогда несмешиваемые капельки также будут осаждаться в фильтрационной корке и будут способствовать регулированию фильтрации. Проницаемость имеет отношение к способности флюида протекать через пористый пласт.