![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Назначение реагентов
Бентонит - структурообразователь, регулятор водоотдачи. NaOH - регулятор рН. KCl - ингибитор глин. ИКЛИГ-2 - регулятор водоотдачи, умеренный разжижитель. ИКДЕФОМ - пеногаситель. ИКЛУБ - смазывающая добавка. ЭКОПАК-R(SL) - регулятор водоотдачи.
Технология приготовления К воде затворения добавляют NaOH и бентонит, перемешивают 1 час, затем вводят остальные реагенты. Через 15-20 минут перемешивания раствор готов.
5.7 Высокоингибирующий калиевый раствор на основе гуматов (ВИКР) Этот раствор обладает тройным ингибирующим действием. Во-первых, хлорид калия как электролит при концентрации более 2% подавляет процессы набухания глин. Во-вторых, ионы калия, проникая в кристаллическую решетку, меняют природу глин, делая их водонечувствительными. В-третьих, особое ингибирующее действие в этой системе осуществляют гуматы, растворимость которых зависит от величины рН среды. Существуют критические значения рН (рНкр), выше которых гуматы растворимы даже в минерализованном буровом растворе и активно действуют как в регулировании водоотдачи, так и структурно-механических свойств. При значениях рН ниже критического уровня, гуматы высаливаются и полностью теряют активность, раствор загустевает, водоотдача повышается. В калиевом растворе величина рНкр колеблется от 8, 5 до 9, 5, поэтому для поддержания свойств этого раствора на заданном уровне величину рН в системе регулируют на 1-1, 5 единицы выше, чем рНкр. Процесс ингибирования глин гуматами происходит следующим образом. Фильтрат калиевого раствора, содержащий большое количество растворимых гуматов, проникает в микротрещины глинистой породы. Процесс гидратации глин сопровождается поглощением каустической соды, и величина рН снижается до 7-7, 4, что значительно ниже критического значения. В такой среде гуматы высаливаются из фильтрата (выпадают в осадок) и существенно повышают прочность сформированных ионами калия коагуляционных контактов между активными плоскостями в микротрещинах глин. В результате такого действия гуматов устойчивость глин существенно повышается. По некоторым данным ингибирующий эффект гуматов (индекс устойчивости) составляет 60-70% от общего ингибирующего действия данной системы ВИКР. Регулировать величину рНкр можно известью и KCl. С повышением концентрации этих электролитов повышается рНкр. Методика определения рНкр К исходному раствору малыми порциями (по 0, 2 - 0, 3 см3) добавляют 10%-ную серную кислоту. После каждой добавки раствор 5 минут перемешивают и замеряют рН и любую вязкость или СНС. Когда раствор сильно загустеет построить график AV(СНС) = ¦(рН) (рисунок 5.1.) рНкр определяют по кривой как начало резкого изменения AV(СНС).
Знание рНкр необходимо для регулирования величины рН бурового раствора на безопасном требуемом уровне, то есть на 1 - 1, 5 единицы выше чем рНкр.
Состав раствора ВИКР, кг/м3 Бентонит 20 - 30 NaOH 2 - 3 ИКГУМ 40 KCl 50 ИКЛИГ-1 10 ИКДЕФОМ 0, 3 ИКЛУБ 3 - 5
Свойства раствора Плотность, г/см3 1, 06 Условная вязкость, сек 25 - 30 Пластическая вязкость, сПз 10 - 15 ДНС, дПа 40 - 80 СНС0/10, дПа 15 - 30/30 - 60 Водоотдача, см3/30мин (API) 6 - 8 рН 10 - 11 рНкр 8, 5 - 9, 5 Назначение реагентов Бентонит - структурообразователь ИКГУМ - регулятор водоотдачи, разжижитель, ингибитор глин. ИКЛИК - 1 - разжижитель, регулятор свойств корки. NaOH - регулятор рН. KCl - ингибитор глин. ИКЛУБ - смазывающая добавка. ИКДЕФОМ - пеногоситель. Технология приготовления ВИКР. К воде добавляют бентонит, ИКГУМ, NaOH и ИКДЕФОМ, перемешивают 1 час, затем вводят KCl и все остальные реагенты, через 15 - 20 минут перемешивания раствор готов. Основным недостатком системы ВИКР является отрицательное влияние фильтрата этого раствора на продуктивные пласты. Гуматы высаливаются из фильтрата в пласте также как в глинах за счет снижения величины рН вследствие адсорбционных и ионообменных реакций. Осажденные гуматы кольматируют продуктивный пласт, и проницаемость снижается в 2-4 раза. Однако, в последнее время в бурении развивается тенденция применять для первичного вскрытия продуктивных пластов специальные жидкости типа ИКАРБ с полной заменой ранее применяемого раствора. В связи с этим система ВИКР представляется весьма перспективной для бурения в неустойчивых глинах. Помимо высокой эффективности этот раствор отличается доступностью и низкой стоимостью основных реагентов и материалов.
5.8 Ингибирующий калиевый буровой раствор ИКСИЛ Система ИКСИЛ является ингибирующим калиевым раствором повышенной активности. Этот раствор содержит два ингибитора глин - хлористый калий и органический ингибитор ИКМАК, который усиливает ингибирующее действие калиевого раствора на 20-40%. Кроме того, ИКМАК обладает универсальным действием: являясь активным ПАВ, этот реагент гидрофобизирует стенки каналов пласта и, следовательно, повышает качество вскрытия продуктивных пластов. ИКМАК является хорошей смазывающей добавкой. ИКМАК обладает умеренным разжижающим действием и частично снижает водоотдачу буровых растворов. Эти свойства особенно проявляются при высоких температурах, поэтому большинство рецептур термостойких растворов содержат реагент ИКМАК. В растворе, содержащем ИКМАК, значительно снижается наработка раствора при разбуривании глинистых пород. В целом по эффективности воздействия на неустойчивые глины система ИКСИЛ приближается к растворам на нефтяной основе. При содержании реагента ИКМАК в калиевом растворе на уровне 10-20кг/м3 можно получить ствол в неустойчивых глинах, диаметром близкий к номинальному.
Состав раствора, кг/м3 Бентонит 30 - 40 NaOH 1 Na2CO3 1 KCl 50 ИКМАК* 10 - 20 ЭКОПАК R 2 ЭКОПАК SL 8 ИКДЕФОМ 0, 3 ИККАРБ-75/150 50
Свойства раствора Плотность, г/см3 1, 08 – 1, 10 Условная вязкость, сек 30 - 40 Пластическая вязкость, сПз 10 - 18 ДНС, дПа 60 - 100 СНС0/10, дПа 10 - 30/20 - 60 Водоотдача, см3/30мин (API) 6 - 8 рН 9, 5 – 10 Этот раствор может быть приготовлен и с применением других основных реагентов, например на основе комбинации лигносульфонатного реагента ИКЛИГ-2 (30-40 кг/м3) с ЭКОПАКом (3-5 кг/м3). Вместо бентонита в этой системе можно использовать ХВ-Полимер в количестве 2-3кг/м3.
Назначение реагентов: Бентонит - структорообразователь, регулятор водоотдачи. Na2CO3 - реагент для связывания ионов Ca Mg. NaOH – регулятор рН. KCl – ингибитор глин. ИКМАК – органический ингибитор глин, смазывающая добавка.. ЭКОПАК-R -регулятор водоотдачи и вязкости. ЭКОПАК-SL – регулятор водоотдачи. ИКДЕФОМ - пеногаситель. ИККАРБ- 75/150– карбонатный утяжелитель из мрамора фракций 75 и 150мкм.
Технология приготовления К воде добавляются каустическая и кальцинированная соды и бентонит. После одного часа перемешивания добавляют KCl, через 10 минут ЭКОПАК-R(SL) со скоростью 8-10 минут/мешок. Перемешивают раствор в течение одного часа, затем вводят пеногаситель и все остальные компоненты.
5.9 Высокоингибирующий буровой раствор ИКГЛИК Буровой раствор ИКГЛИК - это новый, современный раствор на водной основе, который решает большинство проблем, возникающих при бурении и связанных с буровыми растворами. В состав данного раствора входят гликоли, которые при сравнительно невысокой стоимости существенно меняют технологические свойства буровых растворов на водной основе. Гликоли представляют собой вязкую, незамерзающую и нетоксичную жидкость с температурой вспышки более 100ОС. Наименование раствора и реагента одинаково - ИКГЛИК.
Система ИКГЛИК предназначена ¨ для бурения в неустойчивых глинах, ¨ качественного вскрытия продуктивных пластов, ¨ для бурения наклонных и горизонтальных стволов большой протяженности. Система ИКГЛИК обладает высокой степенью ингибирования водочувствительных неустойчивых глин. По эффективности эта система приближается к растворам на нефтяной основе со сбалансированной активностью водной фазы. Благодаря применению раствора ИКГЛИК в неустойчивых глинах можно получать ствол скважины практически номинального диаметра. Для этих целей используются специально модифицированные гликоли. В обычных условиях эти соединения полностью растворимы в водной фазе любых растворов. Обладая особой химической структурой, молекулы модифицированных гликолей адсорбируются на активных участках поверхности глин. В результате особого экранирования этих участков происходит подавление процессов гидратации и набухания глинистых минералов. Особенно эффективно ингибирующее действие гликолей в сочетании с ионами калия, когда происходит и электростатическая нейтрализация глин. При таком комбинированном воздействии активные поверхности глины слипаются, образуя устойчивые коагуляционные структуры. Вот почему гликоли чаще всего используются в системе KCl/ИКСТАБ, в которой капсулирующий агент ИКСТАБ замедляет проникновение фильтрата в микротрещины глин. В итоге система ИКГЛИК позволяет полностью предупредить осыпи и обвалы неустойчивых глин. Указанные процессы в одинаковой степени происходят как в стенке скважины, так и на частицах шлама. Последние слипаются в более крупные по размерам частицы и затем легко удаляются из раствора механическими средствами очистки. Следовательно, наработка раствора в системе ИКГЛИК минимальна.
Состав раствора ИКГЛИГ, кг/м3 ХВ - полимер 2 - 4 ИКГЛИК 20 - 50 KCl 50 -100 КОН (NаОН) 1 - 2 ИКСТАБ 0, 2 - 2 ИКР 10 - 15 ЭКОПАК - R(SL) 2 - 4 ИКФАК 1 ИКБАК 1 ИКДЕФОМ 0, 2 ИККАРБ - 75/150 50 Свойства раствора Плотность, г/см3 1, 03 - 1, 10 и более Условная вязкость, сек 30 - 50 Пластическая вязкость, сПз 10 - 20 ДНС, дПа 40 - 100 СНС0/10, дПа 10 - 20/30 - 60 Водоотдача, см3/30мин (API) 4 - 6 рН 9 - 10 Содержание гликоля в растворе зависит от физико-химической активности разбуриваемых глин и темпа углубления скважины в этих отложениях. Система ИКГЛИК совместима с большинством реагентов и материалов, применяемых в буровых растворах на водной основе. Гликоли несколько улучшают контроль водоотдачи. Практические достоинства системы ИКГЛИК В отличие от растворов на нефтяной основе, ИКГЛИК является экологически чистой системой. Входящие в состав раствора гликоли и другие компоненты нетоксичны. Добавки гликолей к раствору на водной основе повышают качество вскрытия продуктивных пластов. Загрязнение пласта уменьшается за счет подавления процессов набухания глинистых частиц в пласте и уменьшения толщины гидратной оболочки на стенках каналов пласта вследствие адсорбции на них молекул гликоля. По имеющимся данным система ИКГЛИК может обезвоживать увлажненные глины, например, межсолевые галопилиты и сократить, или предупредить осложнения, связанные с пластическим течением этих пород. Установлено, что ингибирующее действие системы ИКГЛИК усиливается с повышением температуры в скважине. Адсорбируясь на поверхности металла, молекулы гликоля предупреждают сальникообразование и повышают смазывающие свойства бурового раствора. С применением системы ИКГЛИК снижаются затраты времени и средств на решение следующих проблем: ¨ проработки, затяжки и прихваты из-за осыпей и обвалов глинистых пород; ¨ предупреждение сальникообразований, затяжек и репрессий при подъеме инструмента; ¨ приготовление и обработка раствора; ¨ технологические промывки скважины; ¨ при высокой степени очистки снижается темп разбавления раствора, а, следовательно, сокращается расход реагентов и материалов; ¨ при эффективной очистке и низком содержании твердой фазы повышаются показатели работы долот; ¨ в стволе номинального диаметра сокращается расход цемента; ¨ при отсутствии каверн повышается качество разобщения пластов; ¨ значительно сокращаются затраты времени на освоение скважины ¨ по сравнению с растворами на нефтяной основе значительно снижаются затраты на решение экологических проблем
Назначение реагентов: ХВ-Полимер – структурообразователь. KCl – ингибитор глин. ИКГЛИК - органический ингибитор глин, смазывающая добавка. KOH (NaOH) – регуляторы рН. ИКСТАБ - флокулянт, частично гидролизованный полиакриламид. ИКР – эффективный регулятор водоотдачи на основе крахмала. ЭКОПАК-R(SL) – регуляторы водоотдачи и вязкости. ИКФАК - специальный ПАВ – гидрофобизатор стенок каналов продуктивного пласта. ИКБАК – биоцид. ИКДЕФОМ – пеногаситель. ИККАРБ-75/150 – карбонатный утяжелитель на основе мраморной крошки фракций 75 и 150мкм.
Технология приготовления К воде добавляются KOH (NaOH) и ХВ-Полимер. Через 1 час вводятся все остальные компоненты. ИКФАК добавляется к раствору перед вскрытием продуктивного пласта. Пеногаситель применяется по мере необходимости.
§. 2. Буровые растворы для вскрытия продуктивных пластов Технология первичного вскрытия продуктивных пластов существенно влияет на последующую продуктивность скважин. В первую очередь, это связано с составом и свойствами бурового раствора, все компоненты которого активно участвуют в этом процессе. ОАО «ИКФ» создана специальная система бурового раствора ИКАРБ, обеспечивающая качественное вскрытие продуктивных пластов и предупреждение основных осложнений, возникающих при бурении. Этот раствор принципиально отличается от традиционных глинистых растворов по составу твёрдой фазы, составу фильтрата и реагентами - регуляторами свойств бурового раствора. Система ИКАРБ - это безглинистый полимерный раствор. Ключевой компонент системы - ХВ-Полимер, который представляет собой высокоразветвленный биополимер с очень высоким молекулярным весом. ХВ-Полимер обеспечивает требуемую структуру и необходимые реологические свойства раствора как на пресной, так и на солёной воде независимо от степени минерализации. Уникальность свойств ХВ-Полимера заключается в том, что вязкость растворов на его основе значительно изменяется в зависимости от скорости потока. Так, полимерная система ИКАРБ при нормальных стандартных реологических константах обладает высокой вязкостью при низких скоростях сдвига(0, 1-0, 05с-1), что обеспечивает надёжную очистку скважины в застойных зонах наклонного и горизонтального участков ствола. Твёрдая фаза раствора представлена мраморной крошкой с заданным размером частиц в зависимости от физических параметров продуктивного пласта (пористость, проницаемость, размер каналов). Высокопрочные частички мрамора в сочетании с полисахаридными реагентами (ХВ-Полимер, крахмальный реагент ИКР и ЭКОПАК) обеспечивают надёжную кольматацию приствольной зоны пласта. Глубина проникновения фильтрата в проницаемый пласт составляет 40-60см. Фильтрат раствора содержит хлористый калий, который необратимо подавляет процесс набухания глинистых частиц, находящихся в порах пласта. Полисахаридные полимеры, находящиеся в фильтрате раствора, проникшего в пласт, довольно быстро деструктируют (2-3 недели), и в результате этого вязкость фильтрата снижается практически до вязкости воды. Кроме того, в фильтрате раствора ИКАРБ содержится фторсодержащий ПАВ - ИКФАК, который эффективно гидрофобизирует стенки каналов пласта, повышая их проводимость по нефти. В результате указанных процессов система ИКАРБ в минимальной степени загрязняет продуктивный пласт. Многочисленный промысловый опыт (более 100 скважин только в Западной Сибири) свидетельствует о том, что с применением растворов семейства ИКАРБ достигается сохранение естественной проницаемости пластов на 70-90%. При этом, резко снижаются затраты времени и средств на освоение скважин. Одним из существенных технологических достоинств системы ИКАРБ является предупреждение аварий и осложнений при бурении. Являясь наилучшей модификацией ингибирующих систем - полимеркалиевым раствором, стандартный ИКАРБ способен практически полностью предупредить осыпи и обвалы неустойчивых глин. При необходимости ингибирующая активность системы может быть усилена полигликолями и реагентом ИКМАК. Раствор ИКАРБ представляет собой безглинистую полимерную систему с низким содержанием твердой фазы (2-4об.%), что в сочетании с нормальными свойствами (низкая водоотдача, наличие смазывающей добавки) обеспечивает практически полное предупреждение дифференциальных прихватов в наклонных и горизонтальных стволах. Кроме того, при применении раствора с низким содержанием твердой фазы на 20-30% снижаются гидравлические потери в системе промывки, и на 20-40% повышаются показатели работы долот. Снижается также коэффициент трения, что очень важно в наклонной и горизонтальной части ствола. Система ИКАРБ специально разработана как экологически чистый буровой раствор, который позволительно сбрасывать на землю и в море. Все реагенты этого раствора биологически разлагаемы. Технология приготовления раствора ИКАРБ отличается простотой, а время приготовления практически ограничивается временем ввода основных реагентов и материалов в систему. Содержание карбонатного утяжелителя в буровом растворе имеет важное значение для систем семейства ИКАРБ, особенно при повторном использовании этих растворов для вскрытия продуктивных отложений. При бурении происходит загрязнение этих растворов и важно знать содержание карбонатной части твердой фазы с целью определения необходимости дополнительных обработок раствора этим материалом или частичного освежения системы. Желательно в твердой фазе загрязненной системы ИКАРБ иметь не менее 50-60% карбонатной твердой фазы. Содержание карбонатного утяжелителя в твердой фазе свежеприготовленного раствора ИКАРБ колеблется от 92 до 95% от общего содержания твердой фазы. Независимо от степени загрязнения раствора ИКАРБ выбуренной породой абсолютная концентрация карбоната кальция в этом растворе должна быть не ниже 40–50кг/м3 (методы контроля см. в Главе VI). Существенной особенностью является то, что характер и степень минерализации воды затворения не оказывают влияния ни на качество получаемого раствора, ни на технологию его приготовления, в которой очередность ввода компонентов также несущественна. Стоимость системы ИКАРБ выше по сравнению с обычными буровыми растворами. Однако, в силу указанных достоинств, система ИКАРБ становится эффективной. В сочетании с известными экономическими достоинствами в определенных условиях система ИКАРБ не имеет альтернативы. 5.10. Калиевый буровой раствор ИКАРБ Состав калиевого ИКАРБ, кг/м3 ХВ - полимер 2 - 5 NаОН 1 ИКР 10 - 15 ЭКОПАК - R 3 ЭКОПАК - SL 2 КСl 50 ИККАРБ - 75/150 50 ИКФАК 1 - 2 ИКДЕФОМ 0, 2 ИКБАК 1
Свойства раствора Плотность, г/см3 1, 06 – 1, 08 Условная вязкость, сек 30 - 40 Пластическая вязкость, сПз 12 - 18 ДНС, дПа 50 - 150 СНС0/10, дПа 20-40/30-60 Водоотдача, см3/30мин (API) 6 - 8 рН 9 - 10
|