Смазочные добавки для растворов на нефтяной основе

 

Обычно РУО обладают достаточно хорошими смазочными средствами и без специ­альных добавок. На рынке имеется небольшое количество смазочных добавок для РУО, однако в настоящее время еще нет ни лабораторных, ни промысловых данных, которые подтверждали бы их эффективность.

 

Смазочные добавки для растворов на водной основе (рво)

 

В настоящее время на рынке имеется большой ассортимент смазочных добавок для буровых растворов на водной основе. Выбор конкретной добавки зависит от характера действия, экологических соображений, типа раствора, его плотности, от температуры в скважине и от того, какой вид трения преобладает: сталь по стали или сталь по породе.

При бурении длинных прямолинейных участков ствола большая часть ствола может быть необсаженной и будет преобладать трение «сталь по породе» «(сталь по фильтрационной корке»).

Горизонтальный участок часто бурят после того, как вышележащий ствол перекрыт обсадной колонной. В таком случае будет преобладать трение «сталь по стали».

Смазочные материалы для растворов на водной основе можно подразделить на две группы:

 

Смазочные добавки на основе масел

 

Рафинированные биоразложимые природные продукты (рыбий жир, растительное масло) можно вводить в буровой раствор в концентрации 2-10%. В составе добавки часто присутствует ПАВ для улучшения диспергирования в буровом растворе.

Такие смазочные добавки на поверхности воды будут образовывать радужную пленку, вследствие чего в некоторых экологически чувствительных районах применять их нельзя.

 

Водорастворимые смазочные добавки

 

Сервисные фирмы предлагают несколько водорастворимых или легко смешиваю­щихся с водой смазочных добавок, не образующих на поверхности воды радужной пленки. Эти добавки, в широком смысле, имеют сходный состав, основанный на гликолях, глице­рине или полищелочных окислах. Характерная концентрация таких добавок в буровом растворе составляет 2-5%.

Важно подчеркнуть необходимость надлежащего предварительного планирования. Бурение следует проектировать без применения смазочных добавок, поскольку многие из них не очень эффективны. Они существенно повышают стоимость бурения скважины. Смазочные добавки следует применять прежде всего для уменьшения крутящего момента и сил сопротивления в тех случаях, когда при бурении крутящий момент и силы сопротив­ления оказались больше, чем ожидалось.

Смазочные добавки применяли для уменьшения сил сопротивления при спуско-подъёмных операциях или при спуске обсадных колонн.

 

Классификация буровых растворов и их особенности

 

Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы и недиспергированные растворы

 

Такие растворы применяют в таких районах, где не предъявляется таких требова­ний к величине их водоотдачи и ингибирующей способности. Они обычно представляют собой раствор гуарового полисахарида или бентонитовый глинистый раствор и применя­ются для забуривания скважины с бурения под кондуктор. При неглубоком залегании про­дуктивного пласта и геологическом разрезе, сложенном устойчивыми породами, эти рас­творы могут обеспечить дешевле бурение интервала, расположенного над продуктивным пластом. Маловероятно их применение при бурении по продуктивному пласту из-за их высокой водоотдачи. Из-за высокой водоотдачи на проницаемых породах такие растворы образуют плотную фильтрационную корку; фильтрат сильно загрязняет продуктивный пласт, а толстая корка увеличивает опасность прихватов, вызванных действием дифферен­циального давления (дифференциальных прихватов).

Всем растворам с малым содержанием твердой фазы можно придать высокую вяз­кость при сохранении низкой концентрации твердой фазы. Такие растворы часто называют «недиспергированными», что означает, что они коагулированы и не содержат защитных коллоидов-разжижигелей. Растворы с малым содержанием твердой фазы - это простые по составу системы, применяемые при бурении под кондуктор, когда стремятся получить максимальную механическую скорость проходки. Обычная их обработка состоит в разбавлении водой и вводе полимера. Поскольку от этих растворов не требуется обеспе­чения длительной устойчивости стенок скважины, их водоотдача составляет обычно 8-15 мл. Они чувствительны к действию электролитов и загрязнение цементом может вызывать серьезные затруднения. Водородный показатель растворов с малым содержанием твердой фазы поддерживают около рН = 9, 0. В полной мере используют систему очистки раствора, чтобы предотвратить обогащение его твердой фазы. Область применения таких растворов ограничена температурой и величиной необходимой точности. Их тогда приходится пре­образовывать в более сложные системы. Сложные растворы могут сохранять хорошие свойства в более тяжелых условиях. Коррозионная активность растворов с малым содер­жанием твердой фазы может быть довольно высокой из-за растворенного в них кислорода. Коррозионную активность можно понизить вводом реагентов, связывающих кислород, и сокращением числа точек в наземной циркуляционной скважине, где буровой раствор мо­жет абсорбировать кислород.

Реологические свойства раствора могут сильно повыситься вследствие обогащения твердой фазой или загрязнения электролитом, который невозможно удалить из раствора. В таком случае раствор можно обработать таннином или лигносульфонатом. Начальные концентрации реагентов должны быть очень малы (0, 86 кг/м³) из-за очень сильного дейст­вия реагентов на коагулированный раствор. От обработки разжижителями раствор быстро превращается в «диспергированный» и теряет некоторые желательные реологические свойства раствора с малым содержанием твердой фазы. Таким образом реагенты-разжижи­тели следует вводить в раствор лишь тогда, когда дальнейшее разбавление водой стано­вится нецелесообразным или невыгодным. Концентрацию и состав твердой фазы в рас­творе контролируют. Общее содержание твердой фазы в растворе не должно превышать 6-10% по объему. Содержание глины должно быть около 3% или менее. Отношение содер­жания выбуренной породы к содержанию бентонита менее 2: 1.

 

Кальциевые буровые растворы

 

К этой группе растворов относятся растворы, обработанные сульфатом кальция (гипсовые), гидроксидом кальция (известковые) и хлоридами кальция (хлоркальциевые). Двухвалентные катионы кальция или магния ингибируют набухание глинистых пород, удерживая глинистые частицы в пакете. Кальциевые растворы применяют с целью предот­вращения кавернообразования, отвалов глинистых пород и уменьшения загрязнения про­дуктивного пласта.

Отработка таких растворов реагентами-разжижителями приводит к образованию дисперсной системы, в которой глинистые частицы агрегированы, а система, в целом, аг­регативно устойчива. Таким образом, количество связанной воды в системе уменьшается еще и вследствие взаимного слипания глинистых частиц. Это придает раствору низкие реологические свойства, слабую способность к структурообразованию, но высокую водо­отдачу. Обычно необходима отработка раствора понизителями водоотдачи. Дополнитель­ный ввод глины мало влияет на реологические свойства таких растворов. При вводе со­единений кальция наблюдается сильное временное загустевание раствора. Однако конеч­ные значения вязкости и статического напряжения сдвига понижаются в процессе ионного обмена и часто становятся ниже значений, которые имел исходный глинистый раствор.

Пониженная вязкость раствора позволяет иметь в нем относительно высокое со­держание твердой фазы без серьезных отрицательных последствий. Такие системы часто используются как основа для утяжеленных растворов. Кальциевые растворы устойчивы к действию таких электролитов, как соль, цемент и ангидрит. У них ограниченная термоста­бильность. Лишь после внедрения лигносульфонатов их стали применять при температу­рах более 120⁰С. В течение многих лет применяли высокоизвестковые, среднеизвестковые и малоизвестковые растворы. Эти названия характеризуют количество избыточной извести в растворе. Фактическое содержание ионов кальция в растворе невелико в любой разно­видности известковых растворов и выбор определенной разновидности зависит от забой­ной температуры или других факторов, влияющих на свойства раствора. Чем выше кон­центрация извести в растворе, тем ниже предел его термостабильности и выше устойчи­вость к влиянию электролитов и твердой фазы. Для ввода в раствор катионов кальция применяли и хлорид кальция..Однако у таких растворов труднее поддерживать рабочие свойства и поэтому хлоркальциевые растворы применяются редко. В настоящее время обычной практикой является применение известковых растворов с умеренным содержа­нием извести. Если ожидаются более высокие забойные температуры, то в качестве источ­ника ионов кальция используют гипс. Если гипсовый раствор имеет недостаточную термо­стабильность, то целесообразно перейти на лигнит/л и гносульфонатны и раствор.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: