CC BY
9
УДК 622.24.06
Аверина Ю.М., Орлов В.А., Пушкарева Ю.Д.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ НА СПИРТОВОЙ И УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Аверина Юлия Михайловна - кандидат технических наук, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии;
Орлов Вячеслав Андреевич - магистр 1-го года обучения кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии; orlov_slavik@mail.ru
Пушкарева Юлия Дмитриевна - магистр 1-го года обучения кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии;
ФГБОУ ВО "Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева", Россия, Москва, 125047, Миусская площадь, дом 9.
В статье рассмотрена одна из важнейших частей нефтедобывающей промышленности, а именно буровой раствор, который используется при бурении скважин. Мы проанализируем буровой раствор как объект управления, узнаем, как управлять качеством, изучим классификации и требования и определим оптимальный подход к совершенствованию бурового раствора.
Ключевые слова: буровой раствор, совершенствование, качество, скважина, нефть, классификация, требования.
IMPROVEMENT OF ALCOHOL AND HYDROCARBON DRILLING RAR SYSTEM IN ORDER TO IMPROVE PRODUCT QUALITY
Averina J.M.1, Orlov V.A.1, Pushkareva J.D.1.
1 D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russian Federation.
In this article, we will look at one of the most important parts of the oil industry, namely the drilling fluid that is used when drilling wells. We will analyze the drilling fluid as a controlled object, learn how to manage quality, study classifications and requirements, and determine the best approach to improving the drilling fluid.
Key words: drilling mud, improvement, quality, well, oil, classification, requirements.
Введение
При бурении, внутри скважины жидкость циркулирует без перерыва. Раньше она рассматривалась как средство для выноса шлама. В настоящее время, буровой раствор стал главным фактором, обеспечивающим безаварийное и качественное бурение. Он выполняет огромное количество функций, направленных на экономичное, эффективное и безопасное бурение. От качества раствора зависит способность выполнять свои функции в разных условиях, а значит, и срок службы скважины. Именно поэтому раствор должен иметь определенные параметры, чтобы противостоять осложнениям породы, которая встречается при разбуривании скважины. Многообразие условий бурения не позволяют создать универсальный раствор, следовательно совершенствование методов управления свойствами буровых растворов представляет собой важную промышленную задачу. Качество буровых растворов
Проблема повышения качества в бурении непроходящая, ей посвящен ряд научных исследований. Однако за многие десятилетия исследований методологический подход к оценке качества скважин и решению проблемы качества в
бурении в целом, в отличие от ряда других отраслей промышленности, остался прежним.
Качество - это совокупность характеристик продукции (в данном случае показателей свойств бурового раствора) обусловливающих его пригодность удовлетворять установленные и предполагаемые потребности. Обоснование выбора свойств буровых растворов, определяющих эффективность выполнения ими требуемых в тех или иных геолого-технических условиях бурения функций, а также установление допустимых пределов изменения показателей выбранных свойств (регламента) в процессе бурения - важнейшие задачи этапа проектирования технологии промывки скважин.
Успех бурения скважин в значительной степени зависит от состава и свойств буровых растворов, которые должны обеспечивать безопасность и безаварийность ведения работ при высокой скорости бурения и качественном вскрытии продуктивного пласта [1].
Конечно же, применение буровых растворов с регулируемыми свойствами контролируется ГОСТами и правилами безопасности, такими как ПБ 08-624-03, или ГОСТ Р ИСО 9001-2015.
Совершенствование буровых растворов
Задача совершенствования буровых растворов предполагает уменьшение ситуаций, когда удовлетворение ограничений в целях предупреждения осложнений существенно ухудшает процесс углубления. Растворы по специфическим функциям предупреждения осложнений, связанных с их взаимодействием с разбуриваемыми породами, подразделяют на ингибирующие (относительно стенки скважины) и недиспергирующие или флокулирующие (относительно шлама), а по способности сохранять свои свойства — на неингибированные (пресные, несолестойкие, нетермостойкие, нетермосолестойкие) и
ингибированные.
Можно считать, что наиболее целесообразно деление растворов по типам в соответствии с компонентным составом при условии установления роли каждого из компонентов в формировании их свойств [2]. Так, присутствие солей в растворе будет необходимым условием, например, его ингибированности к воздействию хемогенных пород и ингибирующего действия по отношению к размокаемым глинам. Наличие соли, как следствие, должно повлечь за собой необходимость присутствия в растворе солестойкого реагента [3]. Классификация буровых растворов
В России первоначальная классификация буровых растворов основывалась на их назначении и использовалась при проведении геологоразведочных работ. Они подразделялись на: БР для нормальных геологических условий бурения (вода, некоторые водные растворы, нормальные глинистые растворы) и для осложненных геологических условий бурения. Существует классификация по основному эффекту, достигнутому химической обработкой: солестойкие растворы; термостойкие растворы; термосолестойкие растворы; ингибирующие растворы. Классификация БР по способу приготовления подразделяет их на естественно-наработанные (самозамес) и искусственно-приготовленные. В отечественной практике заслуживает внимание классификация по Паусу, в основе которой лежат следующие факторы: состав разбуриваемых пород; проницаемость; наличие солей; температура забоя; устойчивость стенки скважин; пластовое давление. Требования к буровому раствору
Рассмотрим наиболее общие требования, которые необходимо применять к буровым растворам всех типов и, прежде всего, к растворам на водной основе, с помощью которых бурится основной объем глубоких нефтегазовых скважин [4]. Для обеспечения высоких скоростей бурения скважин к буровым растворам можно предъявить следующие основные требования:
• жидкая основа растворов должна быть маловязкой и иметь небольшое поверхностное натяжение на границе с горными породами;
• концентрация глинистых частиц в твердой фазе раствора должна быть минимальной, а
средневзвешенное по объему значение плотности твердой фазы - максимальным;
• буровые растворы должны быть недиспергирующимися под влиянием изменяющихся термодинамических условий в скважинах и иметь стабильные показатели;
• буровые растворы должны быть химически нейтральными по отношению к разбуриваемым породам, не вызывать их диспергирование и набухание;
• буровые растворы не должны быть многокомпонентными системами, а используемые для регулирования их свойств химические реагенты, наполнители и добавки должны обеспечивать направленное изменение каждого технологического показателя при неизмененных других показателях;
• смазочные добавки должны составлять не менее 10 %.
Заключение
Основываясь на вышеприведенной статье и ознакомившись с базовыми знаниями о буровых растворах, можно сделать вывод, что область совершенствования буровых раствором во многом зависит от места добычи и скважины, от земляных пластов и качества породы. Нельзя сделать универсальный буровой раствор для всех видов скважин, но, разобравшись с определенным типом пород, на основе знаний можно усовершенствовать буровой раствор и получить желаемое качество, следовательно сделать бурении быстрее, эффективнее и экономичнее.
Список литературы
1. Абдуллин P.A. Новые технические средства и технологические процессы, обеспечивающие снижение стоимости бурения скважин и охрану окружающей среды // Обзорная информация. Серия «Бурение газовых и газоконденсатных скважин». -М.: Изд-во ВНИИЭгазпром, 1990. - 52 с.
2. Агабальянц Э.Г. Промывочные жидкости для осложненных условий бурения. - М.: Недра, 1982. -184 с.
3. Иогансен К. В. Спутник буровика: Справочник.-3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 303 с.
4. Бадаева О.Н. Влияние строительства скважин на окружающую среду // Науч.-техн. инф. сборник «Экономика и управление нефтегазовой промышленности». - М.: Изд-во ВНИИОЭНГ, 1992. - № 4. - С. 11 - 14.
5. Методика выбора комплекса мероприятий для предупреждения и ликвидации осложнений, связанных с нарушением устойчивости пород в процессе бурения / РД 39-0147009-723-88. -Краснодар: ВНИИКРнефть, 1988. - 97 с
6. Аветисян Н.Г., Бондаренко Л.Н., Пашинян Л.А. Зависимость показателя фильтрации буровых растворов от температуры и перепада давления // Совершенствование техники и технологии промывки скважин. - Краснодар: Изд- во ВНИИКРнефть, 1988. - С. 28 - 34.
