Выбор состава бурового раствора является важным элементом безаварийного строительства скважины. В зависимости от геологических условий необходимо обеспечить очистку ствола, устойчивость стенок, требуемые реологические показатели и минимальную фильтрацию. Универсального состава для всех интервалов не существует [1].

В последние годы внимание уделяется предупреждению осложнений за счет многофункциональных систем. Ингибирующие компоненты ограничивают взаимодействие воды с глинистыми породами, полимеры регулируют фильтрацию и структурно-механические свойства, а смазочные добавки уменьшают трение между инструментом и стенками скважины [2].

Одним из распространенных осложнений являются поглощения, для поглощений применяются кольматирующие материалы «Полиплаг», «Полифибр» и «Полифильтрол», снижающие потери в высокопроницаемых и микротрещиноватых породах. BIT-Plug формирует плотную непроницаемую корку при минимальном перепаде давления, а BIT-Cem-Fix и BIT-SBC уплотняются или твердеют непосредственно в зоне поглощения, позволяя восстанавливать циркуляцию без дополнительных цементных работ [2].

При бурении неустойчивых глин и аргиллитов гидратация, набухание и обрушение пород могут приводить к сужению ствола и прихватам. Для предупреждения осложнений применяются высокоингибированные водные и инвертно-эмульсионные системы. Система «ЭКТА-БРИДЖ» испытана при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин в таких интервалах [2].

Эффективность ингибирования обеспечивается ограничением контакта глины с водной фазой, применением химических ингибиторов и образованием защитной пленки. Это снижает набухание и диспергирование глин, улучшает очистку ствола и сохраняет устойчивость стенок. В сложных условиях применяются также органические ингибиторы и инвертно-эмульсионные растворы, отличающиеся более высокой стоимостью [2].

При проходке различных пород свойства раствора корректируют непосредственно в процессе бурения. Контролируются плотность, вязкость, фильтрация и динамические напряжения сдвига, поскольку чрезмерный рост реологических показателей увеличивает эквивалентную циркуляционную плотность. Для регулирования вязкости применяются разжижители, препятствующие также налипанию глинистого шлама на вибросита и элементы КНБК [2].

При бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин важны антифрикционные свойства раствора: повышенное трение увеличивает крутящий момент и осевые нагрузки и может способствовать прихватам. Применяются «Биолуб Green» и «ТИТАН-ЭКО», уменьшающие трение металлических поверхностей и липкость фильтрационной корки; для «Биолуб Green» отмечена эффективность при наклонно-направленном и горизонтальном бурении [2].

Таблица 1

Основные направления оптимизации составов буровых растворов

Основные направления совершенствования буровых растворов включают предупреждение поглощений, стабилизацию неустойчивых пород, регулирование реологии и фильтрации, повышение смазывающей способности и цифровую оценку рисков. Их сочетание позволяет учитывать комплекс условий конкретного интервала.

Цифровые технологии расширяют возможности подбора раствора. «РН-СИГМА» используется для геомеханического моделирования и оценки рисков поглощений и обрушения стенки, OptiBridge™ и MarCS Engineer® — для подбора фракционного состава кольматанта, DiPCEngineer® — для гидравлических расчетов и прогнозирования эквивалентной циркуляционной плотности [2]. Цифровой расчет дополняет лабораторный контроль и инженерное сопровождение.

Рассмотренные разработки показывают тенденцию к созданию многофункциональных растворов, одновременно обеспечивающих ингибирование глин, требуемую фильтрацию, устойчивость ствола и смазывающие свойства. Это позволяет сокращать операции по устранению осложнений. Окончательный выбор состава должен учитывать геологию разреза, профиль скважины, температуру, давление и характер осложнений [2].

Литература:

1. Бабаян Э. В., Мойса Н. Ю. Буровые растворы: учебное пособие. — Москва: Инфра-Инженерия, 2019. — 332 с.
2. Евдокимов Д. В., Коваль М. Е., Фоменко О. А. Оптимизация составов буровых растворов для предотвращения и ликвидации осложнений при бурении // НГН. — 2022. — № 1. — С. 74–81.
3. Ноздря В. И., Мартынов Б. А., Степанович А. П., Бутко И. А. Специальные технологические составы для строительства и ремонта скважин в осложненных условиях // НГН. — 2019. — № 6. — С. 45.
4. Попов С. Г. Исследование и разработка технологии применения реверсивно-инвертируемых эмульсионных промывочных жидкостей при бурении скважин: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Уфа: УГНТУ, 2016. — 22–23 с.
5. Бабаян Э. В. Буровые технологии. — 2-е изд., доп. — Краснодар: Советская Кубань, 2009. — 149 с.
6. Патент РФ № 2574659. Способ получения реагентов для обработки буровых растворов / Ф. Х. Кудашева, Р. Н. Гимаев, А. Д. Бадикова и др.; заявл. 12.01.2015; опубл. 10.02.2016.
7. Хузина Л. Б., Усманов Р. А., Голубь С. И. АГНИ-DRILL — комплексный буровой раствор для бурения кыновских аргиллитов // Нефть и газ. — 2016. — № 3. — С. 110–114.