Разработка ингибирующих буровых растворов

     Анализ таблицы 4.7 показывает, что ингибирующее действие буровых растворов типа ПГ ИБР отличаются, как по продолжительности времени набухания, так и по характеру действия. Буровой раствор типа ПГ ИБР воздействует на поверхность глинистой породы с большой скоростью и создает прочный не проницаемый экран. Это обуславливает высокую устойчивость ствола скважины при бурении и низкую диспергировуемость глинистого шлама в потоке промывочной жидкости. Поэтому должен обеспечиваться высокий процент выноса шлама крупного размера и низкая скорость поступления частиц коллоидной фракции в состав бурового раствора.

    В связи с тем, что процессы взаимодействия бурового раствора и глинистой породы идут непрерывно необходимо постоянно следить за технологическими параметрами промывочной жидкости.

    Образец из бентонитового глинопорошка, находившийся в ПГ ИБР имеет цилиндрическую форму, и его целостность не нарушена, причем верхняя фильтровальная бумага осталась сухой. Образец, находившиеся в полимерглинистом растворе имеет нарушенную целостность из-за образования трещин, направленных вглубь глинистой породы. Верхняя фильтровальная бумага увлажнена.

    Таким образом, анализ кинетики набухания  бентонитового глинопорошка показывает разделение процесса набухания на две  стадии: - быструю и замедленную, которое обусловлено характером адсорбции. Быстрая стадия сопровождается положительной адсорбцией, когда, в основном, поглощается растворенное вещество, которое в силу мгновенности обменных реакций, адсорбируясь на поверхности глинистых частиц, гидрофобизирует поверхность и предупреждает быстрое развитие гидратации. Замедленный темп характеризует отрицательную адсорбцию, когда поглощается растворитель – вода.

4.5. Влияние смазочных добавок на  прихватоопасность

          Применение  смазочных  добавок  к  промывочным  жидкостям  улучшает  технологию  промывки  скважин,  способствует  сокращению  расхода химреагентов,  облагораживанию  частиц  дисперсной  фазы.  Поэтому  для  буровой  технологии  особенно  ценными  считаются  смазочные  добавки  многоцелевого  действия:  антикоррозионные,  пеногасящие,  подавляющие сероводород и т.д. Улучшение смазочных свойств промывочных жидкостей -  эффективное средство снижения затрат на бурение, профилактику и ликвидацию аварий,  связанных с прихватами бурильной колонны и приборов в скважине. Многочисленными исследованиями подтверждается, что обработка промывочных  жидкостей смазочными добавками повышает долговечность буровых насосов, турбобуров, бурильных  и  обсадных  труб,  породоразрушающих  инструментов [7].

    Особенностью  применения  смазочных  добавок  к  таким  вязкопластичным  промывочным  жидкостям,  как  глинистые  растворы,  считается  согласование  их  влияния  на  триботехнические  и  общетехнологические  свойства  жидкостей.  Поэтому  при  условии  эффективности  смазочных  добавок  обязательно  учитывается  и  анализируется  их  влияние  на  основные  технологические  параметры  растворов.  В  осложненных  условиях  наиболее  эффективно  использовать  смазочные  добавки  комплексно  улучшающие триботехнические  и  общетехнологические  свойства  глинистых растворов,  позволяющие предупредить  осложнения,  заменять  или  сокращать  расход  дефицитных  и  дорогостоящих  материалов  и  химреагентов.  

Для проведения экспериментов приготавливаем ПГ ИБР по уточненной рецептуре:

Тех.вода+12%ПГ+7%Бентонита+0,5%КМЦ-700+0,15%НТФ+0,4%ГКЖ-11+1,15%Т-66

Измеряем  основные показатели r, УВ, ПФ, h, рН и проверяем фильтрационную корку (полученную на ВМ-6) на коэффициент трения с помощью прибора КТК-2.

    В дальнейшем вводим в ПГ ИБР смазочную добавку в различных концентрациях. Также проверяем параметры и показания на коэффициент трения  корки.

    При выборе смазочной добавки для  ПГ ИБР руководствуемся следующими основными требованиями:

1) смазочная добавка должна относятся к 4 классу опасности по ГОСТ12.1.007-76;

2) смазочная добавка не должна влиять на другие свойства (параметры) ПГ ИБР.

    Смазочные добавки, которые отвечают первому  требованию и которые имеются в наличии это ФК-2000 плюс, СОНБУР1101

    Результаты  опытов приведены в таблице 4.8. По ним построена зависимость К_тр от t для разных смазочных добавок (рисунок 4.4)

                                                                  Таблица 4.8

Влияние смазочных добавок на параметры ПГ ИБР

Рисунок 4.4 – Влияние смазочных свойств на  коэффициент  трения  фильтрационной  корки  ПГ ИБР 

    Из  полученных результатов видно, что  ПГ ИБР без смазочной добавки  имеет низкое значение коэффициента трения (j=0,18 через 20 минут). Это можно объяснить тем, что полигликоль сам обладает смазочным эффектом, а также наличием в ПГ ИБР реагента комплексного действия Т-66 (смазочная добавка, пеногаситель, нейтрализатор сероводорода). Реагент ФК-2000 плюс является малоэффективной смазочной добавкой для ПГ ИБР. Реагент СОНБУР1101 уменьшает коэффициент трения в 1,5 раза, практически не оказывает влияния на другие параметры полимер-гликолиевого ингибирующего бурового раствора.

4.6. Выводы и рекомендации

    1. Изучив ингибирующую информацию  геологического строения площади,  проанализировав данные о бурении  в этих регионах, установлены основные специфические особенности и требования к типу и технологическим свойствам буровых растворов для разведочных скважин:

• проявление неустойчивости горных пород, высокая вероятность прихватов, посадок и затяжек инструмента, возможность проявления и поглощения буровых растворов.

    2. Обоснованы требования к составу и свойствам буровых растворов, обеспечивающих высокую экологическую безопасность их применения.

    3. Подобраны компоненты, разработаны составы и рецептуры полимер-гликолевых ингибирующих буровых растворов, управляемых их технологическими свойствами реагентами многофукционального действия.

    4. Полимер-гликолиевый ингибирующий  буровой раствор (ПГ ИБР) обладает низким коэффициентом трения, способностью нейтрализовать сероводород благодаря применению реагента комплексного действия Т-66.

    5. ПГ ИБР рекомендуется использовать при строительстве скважин с большими отходами на Южно-Выинтойской площади; при этом для снижения прихватоопасности рекомендуется дополнительный ввод смазочной добавки 1-2% СОНБУР1101.

    6. Рекомендуется очистку бурового раствора на первой ступени производить с помощью вибросит (сетка 30-100 меш). В случае повышения темпа наработки коллоидной фазы, очистку бурового раствора следует производить песко- и илоотделителями.

    7. Применение ПГ ИБР позволяет:

• повысить устойчивость терригенных отложений и снизить осложнения из-за обвалов горных пород;
• повысить качество вскрытия продуктивных горизонтов;
• снизить риск сальникообразования и затяжек бурильной колонны;
• снизить время освоения скважин.