АНАЛИЗ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ БУРЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

АНАЛИЗ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ БУРЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Авторы публикации

Рубрика

Нефтегазовое дело

Просмотры

46

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 49 (199), Декабрь ‘24

Дата публикации 13.12.2024

Поделиться

Работа посвящена проблеме промывки горизонтальных скважин в сложных геолого-технических условиях. Приведено описание буровых растворов на углеводородной основе, которые имеют множество преимуществ перед традиционными буровыми растворами. Они высокоэффективны, безопасны и экологичны, что делает их более перспективными для использования в современных условиях. увеличение добычи нефти. Прямые эмульсии являются перспективным материалом для производства буровых растворов, позволяющих повысить безопасность и эффективность процесса бурения, а также снизить влияние на окружающую среду.

Чтобы снизить стоимость буровых работ и повысить эффективность извлечения, необходимо исследовать и оптимизировать параметры, которые контролируют очистку ствола скважины, особенно в горизонтальных и наклонно-направленных скважинах. В этих скважинах концентрация шлама выше, чем в прямых скважинах, поэтому тогда будет получена пригодная для использования скважина. В настоящее время тема очистки ствола скважины стала более сложной темой и важной проблемой для эффективного бурения.

Неэффективная очистка ствола скважины (рис. 1) и образование слоев приводят к таким проблемам, как преждевременный износ долота, высокий крутящий момент и сопротивление, прихват труб и низкие скорости бурения, которые увеличивают время и затраты на бурение, т.к. сил, необходимая для поворота бурильной колонны выше в горизонтальной скважине, чем в наклонной или вертикальной скважине.

Рисунок 1. Неэффективная очистка ствола скважины (образование шламовых отложений)

Для горизонтальных скважин качественная очистка ствола скважины в основном зависит от гидравлики бурения, которая включает: реологию бурового раствора, т. е. свойства бурового раствора, такие как вес/плотность бурового раствора, вязкость, прочность геля и т. д. Образование шламовых отложений наблюдается вблизи входной секции кольцевого пространства, а транспортировка шлама в кольцевом пространстве происходит в виде многофазного режима потока. Расход бурового раствора, угол наклона и скорость проникновения оказывают большое влияние на концентрацию шлама. Правильное прогнозирование этих параметров важно для предотвращения образования шламовых отложений.

Для заканчивания скважин с горизонтальным окончанием применяются специализированные растворы, адаптированные под геологические условия. Они обладают низкой водопроницаемостью, хорошо растворяются в нефти, кислоте, воде и нейтрализуют любые загрязнения. Зачастую в БПЖ добавляются специальные утяжеляющие системы или подобранные наполнители, которые выполняют определенные задачи в процессе заканчивания скважин. Углеводородные растворы широко используются в практике заканчивания скважин, так как обеспечивают максимальную естественную собирательность пласта [1,с.142].

Выбор бурового раствора для первичного вскрытия ГС осуществляется для каждого пласта, отличающегося от других основными характеристиками и условиями залегания. Для решения этой задачи на основе геологической информации, предоставленной оператором бурения в Западной Сибири, была разработана система прямого эмульсионного раствора типа «нефть в воде», которая снижает вероятность повреждения пласта и позволяет безаварийно бурить в условиях аномально низких пластовых давлений (АНПД).

Одним из главных преимуществ буровых растворов на основе прямых эмульсий является их высокая эффективность при бурении скважин со значительной протяженностью, так как обладают лучшей смазывающей способностью, вызывая межфазные взаимодействия, которые играют важную роль в процессах повышения нефтеотдачи. Это обеспечивает более эффективную работу бурового оборудования и снижает износ деталей. Прямые эмульсии значительно снижают коэффициенты трения при бурении и спускоподъемных операциях, что позволяет безаварийно реализовывать строительство более протяженных скважин. Кроме того, прямые эмульсии обладают высокой кольматационной способностью, что позволяет минимизировать снижение проницаемости пласта и повысить добычу нефти. Данный эффект достигается тем, что частицы масла встраиваются в фильтрационную корку и дополнительно препятствуют проникновению фильтрата бурового раствора в приствольную зону скважины.

Буровой раствор на основе прямой эмульсии является модификацией применяемых буровых растворов на водной основе. В зависимости от условий и задач, состав БР может иметь различные вариации. Ключевое отличие данного типа раствора от стандартных РВО заключается в обязательном присутствии в составе эмульгатора прямых эмульсий и углеводородной фазы (в данном случае товарная нефть), содержание которой может варьироваться от 20 до 50 об.%. Примерный состав бурового раствора на углеводородной основе представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Реологические параметры раствора на углеводородной основе

Буровой раствор на углеводородной основе

Плотность, г/см3

1,11

УВ, с/кварта

40 – 55

FL по API, см3/30 мин

≤ 4

Filter cake, мм

≤ 0,5

PV, мПа*с

≤ 20

рН

9,0 – 11,0

R6, RPM

≥ 6

CA2+, мг/л

≤ 200

СаСО3, кг/м3

≥ 90

CL-, мг/л

≤ 15000

MBT, кг/м3

≤ 21

 

Кроме того, способствуя поддержанию минимальной перегрузки пластов, данный раствор позволяет использовать традиционное буровое оборудование, не требующее времени и затрат на реконструкцию буровой установки, как это требуется в случае с раствором на нефтяной основе (РНО). На основании анализа эффективности бурения и качества заканчивания, проведенного после испытаний применения эмульсионного раствора для бурения горизонтальных скважин в пластах с АНПД, была рекомендована данная технология для регулярного использования, особенно для пластов с низкой пористостью и проницаемостью.

По результатам опытного применения РУО на месторождениях Западной Сибири сделаны следующие выводы. В целом интервал пробурен без осложнений, хвостовик Ø 114мм спущен до проектной глубины (частично спуск производился с вращением). По результатам проведенного ОПИ с использованием товарной нефти в составе прямой эмульсии для снижения коэффициентов трения при бурении интервала и спуске хвостовика Ø 114мм не отмечено. Принято решение: вернутся к рецептуре бурового раствора: прямая эмульсия на основе минерального масла.

Список литературы

  1. Байраков, Т.М. Применение системы бурового раствора – прямая эмульсия – Текст: непосредственный // Материалы международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 75-летию горно-нефтяного факультета. – 2023.– С. 146-149
  2. Буянова, М.Г. Анализ применения ингибирующего раствора для повышения эффективности строительства пологих скважин в сложных горно-геологических условиях – Текст: непосредственный // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2018. - №10. – С. 29-32
  3. Соковнин С.А., Тихонов Е.С., Долматов А.Р., Сагиров Р.А., Хорьков А.А. Бурение продуктивных горизонтов с пониженным пластовым давлением в Западной Сибири: прямая эмульсия «масло в воде» BARADRIL-N/Mineral Oil, 2015. – 53 c. – Текст: электронный – электронный журнал
  4. Камаев И.В., Харитонов А.Б., Тихонов Е.В., Хорьков А.Н., Береговой С.В., Долматов А.П., Клементьев А.В., Епанов Н.М. Бурение горизонтальных участков скважин с применением бурового раствора на основе прямой эмульсии и винтового забойного двигателя // Бурение и нефть.- 2023. - №3. – С. 48-51
Справка о публикации и препринт статьи
предоставляется сразу после оплаты
Прием материалов
c по
Осталось 5 дней до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary
Публикация за 24 часа
Узнать подробнее
Акция
Cкидка 20% на размещение статьи, начиная со второй
Бонусная программа
Узнать подробнее