Инвертно-эмульсионный буровой раствор (ИЭБР) на настоящее время нашел широкое применение при бурении скважин с горизонтальным окончанием на месторождениях Западной Сибири.
Рецептура данных БР постоянно совершенствуется с целью получения низковязких инвертных эмульсий, обладающих оптимальными структурно-реологическими свойствами, высокой емкостью в отношении утяжелителя и стабильностью реологических параметров в зависимости от температуры.
Все большее применение находит технология нефтедобычи с применением горизонтальных скважин, в силу сложного геологического строения и с наличием трудно проницаемых коллекторов, которые присущи большинству месторождений Западной Сибири.
Основная масса ГС пробурена с использованием данных ИЭБР, что связанно с их стабильностью, устойчивости к загрязнениям, низким значением коэффициента трения и высоким смазывающим показателям, низким значением водоотдачи и возможностью многократного использования и при этом не требует сложной технологической процедуры очистки и восстановления.
Однако, несмотря на большое количество положительных моментов у данных растворов есть и ряд негативных сторон, которыми не обладают другие растворы на водной основе [1] за счет наличия повышенных реологических характеристик за счет углеводородной основы и которые могут привести к увеличению гидравлических сопротивлений как в затрубном пространстве, так и к протаскиванию элементов КНБК внутри скважины. Результатом чего в свою очередь является к увеличению давления и объемов прокачки, росту эквивалентной циркуляционной плотности раствора.
Данные реологические свойства в ряде условий могут оказать отрицательный эффект по операциям промывке и очистки скважинного ствола, при этом снижается эффективная механическая скорость проходки, возможно возникновение ряда негативных явлений виде свабирования при СПО, поршевания и т. д. Недостаточно эффективная система очистки всвою очередь приводит к накоплению шлама на участках искривления по нижней стороне скважиной стенки, закупорке ствола, росту нагрузок на БК, не доведения осевой нагрузки на долото, затяжкам и прихватам бурового оборудования с потерей циркуляции и как следствие потери оборудования и производственного времени, а значит к высоким экономическим затратам [2].
Таким образом возникает необходимость оптимизации рецептур данных БР для создания необходимых реологических свойств ИЭР исходя из конкретных задач и специфических особенностей того или иного месторождения с разработкой мероприятий по эффективной очистке скважинного ствола.
Также существенным недостатком традиционно применяемых ИЭР является зависимость их реологических свойств от температуры. Что ощутимо сказывается на их применении в условиях наличия высоких забойных температур и их разнице между забоем и поверхностью.
С ростом температуры в данных растворах происходит резкое снижение вязкости, динамического напряжения сдвига и прочности геля, которые являются основными показателями качества очистки выноса бурового шлама из скважины на поверхность. Под воздействием температуры БР становится неспособным к удержанию мелкодисперсной твердой фазы и утяжелителя во взвешенном состоянии.
Воздействие низких температур на поверхности окружающей среды приводит, наоборот, к загущению данных растворов, что так же создает определенные сложности при его прокачке.
В настоящее время одним из самых распространенных способов регулирования реологических параметров растворов на углеводородной основе является изменение соотношения углеводородной среды и водной фазы, то есть снижение вязкости достигают разбавлением раствора используемой дисперсионной средой. Однако в этом случае наряду со снижением пластической вязкости и динамического напряжения сдвига снижается вязкость раствора при низких скоростях сдвига, уменьшается седиментационная стабильность эмульсий, резко возрастают фильтратопотери, что так же приводит его к неспособности удержания выбуренного шлама и утяжелителя.
Для исключения данных проблем компанией ООО «ИнТехБурение» был разработан реагент на основе смеси многоатомных спиртов с их различным процентным содержанием и коллоидной водной дисперсии термопластичных полимеров — «Инжель».
Использование данного реагента в рецептурах низковязких инвертных эмульсий БР приводит к стабилизации реологических характеристик и его вязкости при температурном воздействии повышенных и пониженных значений для повышения качества очистки скважинного ствола и исключения негативных проявлений, рассмотренных выше. Таким образом, данный реагент в составе ИЭБР выступает термостабилизатором без потери остальных положительных свойств раствора.
В настоящее время строительство основного количества ГС месторождений Западной Сибири ведется с использованием представленного в статье комплекса взаимосвязанных технологий. Опыт показывает, что данный комплексный подход обеспечивает высокое качество строительства скважин и минимизацию потенциальных осложнений.
Литература:
- Меденцев С. В. Стабилизация реологического профиля буровых растворов на углеводородной основе // Территория НЕФТЕГАЗ.– 2010. — № 10. — С. 28–30.
- Горпинченко В. А. Применение синтетического полимерного волокна для увеличения эффективности выноса шлама при бурении долотами PDC / В. А. Горпинченко,М. Р. Дильмиев // Бурение инефть. — 2010.– № 6. — С. 6–8.
