Ингибирующие буровые растворы.

Ингибирующие буровые растворы предназначены для бурения скважин в глинистых и глиносодержащих породах, теряющих устойчивость, и способных к диспергированию при взаимодействии с дисперсионной средой обычных буровых растворов на водной основе.

Основные разновидности ингибированных буровых растворов:
– известковые;
– гипсоизвестковые;
– хлоркалиевые;
– гипсокалиевые;
– хлоркальциевые;
– малосиликатные;
– алюмокалиевые.

Во всех ингибированных растворах должен быть компонент – реагент-ингибитор, замедляющий гидратацию, набухание и диспергирование глин.

Общими компонентами для всех перечисленных выше видов ингибированных буровых растворов являются следующие:
– вода;
– бентонит;
– смазывающие добавки;
– пеногасители (помимо малосиликатного).

Известковые буровые растворы предназначены для бурения в неустойчивых глинистых отложениях, которые склонны к осыпям, обвалам и набуханию.

Содержание {Са2+} в фильтрате 300-500 мг/л. Ввод {Са(ОН)} в пропорции 22-25 кг/м3 в виде пушонки или известкового молока.

Эти растворы имеют двойной механизм ингибирования:
– перевод Na глин в кальциевые;
– модифицирование поверхности глин (образование гидрокальциевых алюминатов и силикатов).

Недостатки известковых буровых растворов:
– ограниченная солестойкость (до 5 % по {NaCl});
– малая термостойкость: от 100 ºС (при высоких значениях pH) до 160 º С (при низких значениях pH);
– несовместимость с {Na2CO3}, {Na2PO4}, {CaCO3}.

Гипсоизвестковые буровые растворы предназначены для бурения в разрезах, содержащих набухающие, гидратирующие глины и аргиллиты; вскрытия заглинизированных продуктивных пластов при забойных температурах до 160 – 180 ºС (коэффициент восстановления проницаемости до 0,9).

Содержание {Ca2+} в фильтрате 700-3000 мг/л. Ввод {CaSO4 x 2H2O} до 20-25 кг/м3.

Преимущества гипсоизвестковых буровых растворов перед известковыми:
– более высокая солеустойчивость;
– более высокий ингибирующий эффект.

Хлоркалиевые буровые растворы предназначены для бурения в неустойчивых глинистых сланцах различного состава; вскрытия заглинизированных гранулярных продуктивных пластов (коэффициент восстановления проницаемости до 0,95).

Содержание реагентов-носителей {К+} {KCl}=30-50 кг/м3; {KOH}=5-10 кг/м3.

Механизм ингибирования хлоркалиевых буровых раствора заключается в следующем: катионы {К+} проникают в межпакетное пространство монтмориллонита и предотвращают его гидратацию и набухание. Оптимальные значения рН = 9…10. Термостойкость от 100 до 200 ºС.

Преимущество хлоркалиевых буровых растворов перед кальциевыми (носителями {Ca2+}) в том, что они проще стабилизируются (нет разжижителей).

Недостаток хлоркалиевых буровых растворов в сложности проведения ГИС. Это связанно с тем, что УЭС менее 0,2 Ом х м.

Гипсокалиевые буровые растворы предназначены для разбуривания слабоустойчивых высококоллоидальных глин и глинистых пород преимущественно натриевого типа; вскрытия заглинизированных продуктивных пластов (коэффициент восстановления проницаемости 0,95…0,98).

Содержание ингибирующих добавок: {KCl}=10-30 кг/м3; {CaSO4 x 2H2O}=10-15 кг/м3; {KOH}=5-10 кг/м3. Термостойкость до 160 ºС.

Преимущество гипсокалиевых буровых растворов перед хлоркалиевыми в более высоком ингибирующем действии.

Недостатки такие же, как и у хлоркалиевых – трудности с интерпретацией результатов ГИС.

Хлоркальциевые буровые растворы предназначены для бурения в высокопластичных глинах, набухающих глинистых сланцах и неустойчивых аргиллитоподобных отложениях (в Са глинах ингибирующий эффект минимален). Изменение проницаемости пород приствольной зоны – незначительное.

Содержание реагентов – поставщиков ионов {Ca2+}: {СaCl2} (кристаллогидрат)=10-20 кг/м3; {Ca(OH)2}=3-5 кг/м3.

Недостатки хлоркальциевых буровых растворов:
– низкая термостойкость (100-120 ºС);
– несовместимость с {Na2CO3}, {Na2O x nSiO2}, УЩР, акриловыми полимерами, сульфонолом и другими реагентами.

Малосиликатные буровые растворы предназначены для повышения устойчивости стенок скважин при бурении в осыпающихся аргиллитах и глинистых сланцах.

Содержание жидкого стекла (натриевого или калиевого)=20-40 кг/м3.

Механизм ингибирующего действия заключается в адсорбции на глинистых породах с образованием гидрогеля кремниевой кислоты, цементирующего стенки скважины. Оптимальные значения рН от 8,5 до 9,5. Термостойкость до 200 ºС.

Недостатки малосиликатных буровых растворов:
– несовместимость с нефтью;
– низкий коэффициент восстановления проницаемости продуктивных пластов (не более 0,64).

Алюмокалиевые буровые растворы предназначены для разбуривания аргиллитов, малоувлажненных и увлажненных высококоллоидальных глин.

Содержание реагентов – поставщиков {К+}: {KАl(SO)4}=3-5 кг/м3; {KOH}=1-3 кг/м3.

Эти растворы имеют двойной механизм ингибирования:
– катионы {К+} проникают в межпакетное пространство монтмориллонита и предотвращают его гидратацию и набухание;
– образование в растворе гидроокиси алюминия, которая адсорбируясь на стенках скважин и шламе, препятствует диспергированию глинистых пород.

Оптимальные значения рН – 8…9.

Основной недостаток алюмокалиевых буровых растворов заключается в сложности проведения электрометрических работ.

Список литературы.

1.Методические указания к выполнению курсового проекта по предмету «Буровые промывочные жидкости», Л.В. Ермолаева, А.А. Знаменский, 2011г.;

2.Проектная документация по строительству эксплуатационной скважины № 611 Царичанского месторождения, ЗАО «Газпром нефть Оренбург», 2015г.;

3. Рекомендации и предложения для строительства скважин на Царичанском месторождении, Halliburton;

4.План по ликвидации поглощений скважины № 611 Царичанского месторождения, ЗАО «Газпром нефть Оренбург», 2015г.;

5.Программа промывки скважины № 611 Царичанского месторождения, ЗАО «Газпром нефть Оренбург», 2015;

6.Устойчивость глинистых пород при бурении скважин, В.С.Новиков, 2000г.;

7. Электронный ресурс удаленного доступа (Internet).