Безглинистые соленасыщенные промывочные жидкости

15.07.2019

Крахмально-нефтяная эмульсия (КНЭ). В состав КНЭ входит 80—85% крахмального реагента (5%-ной концентрации) и 20—15% нефти. Перед вскрытием соленосных отложений заготавливают крахмальный реагент с концентрацией 5—6% крахмала и вводят в него 15—20% нефти. Такая эмульсия имеет следующие параметры: у = 1,12—1,16 гс/см3; Т = 30—40 с; В = 2—4 см3; CHC = 0. После насыщения солью и тонкодисперсными частицами выбуренной породы удельный вес КНЭ повышается до 1,22—1,26 гс/см3. Если необходимо утяжелить КНЭ до большего удельного веса, то предварительно повышают CHC введением вязкого глинистого раствора, приготовленного па пресной воде. Обычно для создания структуры в КНЭ требуется ввести 10—12% глины. Если в фильтрате КНЭ содержатся катионы Ca2+ и Mg2+, то полезны небольшие добавки ССБ (2—3%).

КНЭ имеет следующие недостатки: большой расход крахмала; чрезвычайно высокая щелочность; низкая термостойкость (до 100°С).

Из-за высокой щелочности КНЭ нецелесообразно применять для разбурнвания глинистых пород или для разбуривании соленосных пород, если вышележащие отложения не перекрыты обсадной колонной. Термостойкость КНЭ не превышает 100° С, что также ограничивает ее применение.

Облегченная промывочная жидкость на основе водных растворов полиакриламида (ПАА). Полиакриламид трудно растворяется в холодной воде, но при подогреве до 60—80° С при тщательном перемешивании порошкообразного или гелеобразного ПАА в воде его растворение не вызывает особых затруднений. Водные растворы ПАА, не содержащие каких-либо других компонентов, имеют высокую водоотдачу и недостаточную удерживающую способность, Например, 0,5%-ный раствор ПАА в воде имеет водоотдачу 25 см3 и не удерживает твердых частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии. Однако при введении в раствор ПАА тонкодисперсного мела и насыщении солями NaCl, MgCl2 и другими водоотдача снижается до 1—5 см3 и создается удерживающая способность. По данным В.П. Белова, 1%-ный водный раствор ПАА, содержащий 25% NaCl, имеет водоотдачу 6 см3. При введении 30% порошкообразного мела или известняка удельный вес повышается до 1,15 гс/см3, водоотдача снижается до 2—3 см3, раствор приобретает стабильность. Введение магниевых солей еще больше снижает водоотдачу и позволяет снизить концентрацию ПАА до 0,25—0,20%. Уменьшение водоотдачи водных растворов ПАА с увеличением минерализации создает предпосылки применения их для разбуривании соленосных пород.

Особенностью водных растворов ПАА является их способность резко уменьшать набухание глинистых пород, что способствует повышению устойчивости стенок скважин и резкому уменьшению диспергирования в промывочной жидкости частиц выбуренной породы.

Среди недостатков водных растворов ПАА как промывочных жидкостей следует отметить их способность резко уменьшать проницаемость продуктивных пластов. Этот недостаток не позволяет использовать водные растворы ПАА при вскрытии продуктивных пластов. Другим недостатком ПАА является возможность их гидролиза в скважинах, где температура достигает 80—100° С и выше. Образующийся при этом гидролизованный ПАА при наличии в промывочной жидкости катионов поливалентных металлов вступает с ними в реакцию и выпадает в осадок.

Исходя из перечисленных особенностей водных растворов ПАА, их можно рекомендовать для разбуривания глинистых и соленосных пород при температурах на забое не выше 80° С при условии насыщения их солями. Применение водных растворов ПАА для вскрытия продуктивных пластов недопустимо.

Безглинистая промывочная жидкость на основе бурого угля, каустической соды и извести или алебастра (БУКА) предложена П.Г. Кулагиным. Кроме указанных компонентов и воды, при бурении в состав БУКА переходят тонкодисперсные частицы выбуренной породы, а при разбуривании соленосных отложений — водорастворимые соли. Свойства БУКА зависят в первую очередь от следующих химических процессов, происходящих в этой промывочной жидкости.

Структура в БУКА создается благодаря образованию нерастворимых комплексов гуматов кальция, которые в этой промывочной жидкости выполняют роль дисперсной фазы. В состав дисперсной фазы входят также недиссоциированные частицы сульфатов кальция, частицы выбуренной породы и утяжелитель. Присутствие гуматов натрия обеспечивает низкую водоотдачу.

Таким образом, свойства БУКА зависят от количества гуматов и соотношения между гуматами натрия и гуматами кальция. Увеличение концентрации каустической соды вызывает перевод части гуматов кальция в гуматы натрия, что приводит к уменьшению водоотдачи, вязкости и CНC. Дальнейшее увеличение концентрации щелочи может привести к коагуляции гуматов и вследствие этого к повышению водоотдачи и потере стабильности.

Концентрация извести или сульфата кальция, который вводится в форме алебастра (CaSO4*0,5Н2О) или гипса (CaSO4*2Н2О) должна быть всегда выше их растворимости (0,2%), но для сокращения частоты обработок необходимо вводить их не менее 5—8%. П.Г. Кулагин отдает предпочтение использованию извести вместо алебастра.

Приготовление БУКА можно осуществить непосредственно в скважине после спуска кондуктора. Для этого необходимо заменить применявшуюся ранее промывочную жидкость водой, растворить в этой воде 1,5—2% каустической соды и 5—8% извести. Пропускам всю циркулирующую жидкость через гидравлическую или механическую мешалку, ввести 20—25% порошкообразного бурого угля. После нескольких циклов циркуляции, осуществляемой для выравнивания свойств БУКА можно приступать к разбуриванию цемента.

Как показали исследования, при использовании щелочных гуматных глинистых растворов для разбуривании майкопских глин в Краснодарском крае возникают непреодолимые осложнения, препятствующие бурению скважин. В то же время опыт применения растворов БУКА, имеющих высокое содержание щелочи, а также сульфата кальция или извести, показал, что эти растворы обладают определенным крепящим действием. Чем же объяснить, что повышение щелочности в одних случаях вызывает осложнения при бурении в глинистых породах, а в других случаях препятствует им? Ответ на этот вопрос могут дать следующие исследования: в глинистые суспензии из саригюхского бентонита вводилось определенное количество сульфата кальция и щелочи или хлористого кальция и щелочи и определялась адсорбция Ca2+ глиной в зависимости от равновесной концентрации NaOH. Установлено, что при повышении равновесной концентрации NaOH в глинистых суспензиях до pH=12 адсорбция катионов Ca2+ саригюхским бентонитом уменьшается (рис. 54). При дальнейшем повышении pH в интервале pH=12—14 адсорбция катионов Ca2+ резко возрастает и достигает максимума при pH = 14, что соответствует концентрации щелочи в суспензии, равной 4%. Таким образом, при низкой концентрации NaOH адсорбция Ca2+ уменьшается, а при увеличении равновесной концентрации NaOH выше 0,4% резко возрастает, что приводит к упрочнению глины.
Безглинистые соленасыщенные промывочные жидкости

В процессе бурения свойства БУКА могут изменяться из-за уменьшения концентрации компонентов, изменения соотношения между ними, а также обогащения выбуренной породой. Быстрее других уменьшается концентрация NaOH, затем извести и гуматов. Поэтому повторные обработки каустической содой и известью осуществляют через 3—4 дня. Бурый уголь добавляют один раз в 10—15 дней в зависимости от изменения концентрации гуматов в промывочной жидкости.

Если БУКА применяется в течение длительного времени, то постепенно в промывочной жидкости накапливаются соединения кальция с гуматами, глинистыми и другими частицами выбуренной породы, а также свободные катионы кальция. В этом случае концентрация NaOH не может оказать заметного влияния на вязкость и CHC и в качестве понизителя вязкости используют ССБ. Так же, как и для многих других промывочных жидкостей, введение 5— 15% нефти улучшает свойства БУКА. Утяжеление БУКА осуществляют мелом, но если необходимо получить более высокий удельный вес, используют барит или железистый утяжелитель.

Несколько неожиданной оказалась высокая солестойкость БУКА, которая проявляется в том, что при насыщении солью сохраняется низкая водоотдача, хорошая удерживающая способность, необходимые значения вязкости и СНС. Промышленные испытания показали, что БУКА обладает также определенным крепящим действием, т. е. способностью повышать устойчивость глинистых пород.

Хорошие результаты были получены при промышленном испытании БУКА в различных районах Украины и Белоруссии. В тресте Белнефтегазразведка вместо бурого угля для приготовления БУКА был использован торф (фрезерный или полубрикет), что способствовало снижению водоотдачи промывочной жидкости. В нормальных условиях БУКА имеет следующие параметры: у=1,25—1,35 гс/см3; T=60—120 с; B = 6—12 см3; K=1—3 мм.

При бурении высокотемпературной скважины на площади Ky-жерская использование БУКА не дало положительного результата. Поэтому до более полного исследования термостойкости этой промывочной жидкости необходимо ограничить область ее применения температурами 120—140° С.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна