ОБ ИТОГАХ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОГО БУРОВОГО РАСТВОРА BOREMAX В РОССИИ

ОБ ИТОГАХ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОГО БУРОВОГО РАСТВОРА BOREMAX® В РОССИИ

А.Б. ХАРИТОНОВ, советник по научно-техническим вопросам, Halliburton, подразделение Baroid Fluid Services

    Несмотря на огромный опыт, накопленный в течение десятилетий компаниями в области использования буровых растворов, проблема до сих пор актуальна.
Любая компания хотела бы видеть высокоэффективный, стабильный раствор на водной основе (РВО) с ингибирующими свойствами, аналогичными свойствам растворов на углеводородной основе (РУО), который можно было равно эффективно использовать для бурения всех интервалов — от направления до бурения под эксплуатационную колонну.
Выбор РВО обусловлен его значительно более низкой стоимостью по сравнению с РУО, меньшими затратами на утилизацию, экологическими и экотоксическими требованиями, легкостью обслуживания и т. д. Исторически в России использовались в основном модификации диспергированных глинистых и известковых растворов, ингибирующие растворы на основе частично гидролизованных полиакриламидов и силикатные растворы, а в последнее десятилетие также безглинистые ингибирующие растворы с различной степенью и типом минерализации. 
Данные типы буровых растворов, являясь эффективными в одних условиях, оказываются неэффективными или малоэффективными в других.
В 2005 г. подразделение Baroid Fluid Services компании Halliburton впервые использовало новый высокоэффективный буровой раствор BOREMAX® в России на Западно-Салымском месторождении. Оптимальное соотношение цены и качества новой системы обусловило быстрый рост ее популярности среди отечественных и зарубежных заказчиков. На сегодня система с успехом используется во многих регионах России — в Республике Коми, Западной Сибири, Оренбургской области и др. В данной статье рассмотрены особенности системы BOREMAX® и результаты ее применения на некоторых месторождениях.

РАСТВОР НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ С ЭФФЕКТИВНОСТЬ Ю ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

Недиспергированная система BOREMAX® с низким содержанием твердой фазы представляет собой уникальный буровой раствор на основе пресной воды, способный успешно конкурировать с РУО в части достигаемых параметров механической скорости бурения и устойчивости ствола скважины, в то же время помогая добывающим компаниям снизить уровень воздействия на окружающую среду, сокращая затраты на разбавление и утилизацию отходов.
Впервые появилась возможность регулирования коллоидной фазы в РВО в промышленных условиях путем добавления неионогенного полимера CLAY GRABBER® — сильного и удобного для применения в промысловых условиях флоккулянта. Система BOREMAX® демонстрирует исключительную эффективность даже в самых экстремальных условиях, включая высокие дифференциальные давления, кислые газы, незастывший цемент, высокие температуры (до 190°С) и плотности до (2,1 г/см3).
Эти характеристики были запротоколированы на более чем 200 скважинах с осложненными условиями бурения, где буровые предприятия для ингибирования глинистых сланцев и поддержания высоких скоростей проходки полагались на традиционные лигносульфонатные системы или на РУО. Система BOREMAX® способствует реализации экономически выгодного метода контроля за водоотдачей и минимизации или предотвращения термической флоккуляции. Система проста в обращении и может успешно использоваться на буровой со стандартным набором очистного оборудования. Эта высокорентабельная система позволяет снизить общие затраты на метр проходки по сравнению с традиционными диспергированными растворами или РУО.
При использовании раствора BOREMAX® существенно снижается скорость разбавления, благодаря чему повышается эффективность использования имеющегося источника водоснабжения, сберегается ценный ресурс и резко минимизируется объем отходов, подлежащих вывозу и последующему захоронению или переработке.

МНОГОКРАТНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Система BOREMAX® демонстрирует характеристики, сравнимые с характеристиками РУО при затратах, близких или ниже затрат на общепринятые растворы на водной основе, и позволяет буровым компаниям снизить или исключить ущерб, причиняемый окружающей среде производимыми твердыми, жидкими и ароматическими отходами при бурении на суше и внутренних водоемах. Кроме того, система BOREMAX® показала свою высокую эффективность при бурении с одновременным спуском обсадной колонны при ограниченных зазорах кольцевого пространства.

УНИКАЛЬНЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ СОСТАВ, СОЗДАННЫЙ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Компоненты системы BOREMAX®, отвечающие за высокие ингибирующие свойства раствора, стабильные реологические свойства, контроль над водоотдачей, низкое содержание коллоидной фазы и высочайшее качество фильтрационной корки (рис. 1), работают синергетически. При разработке полимеров, совместное присутствие которых в составе обеспечивает максимально быстрое, стабильное и полное ингибирование глин и глинистых сланцев в химически активных породах, использован метод молекулярного моделирования.

Основными компонентами, синергетически работающими в системе BOREMAX®, являются:
•    Разработанный неионогенный полимер CLAY GRABBER®, выступающий в качестве флоккулянта и ингибитора глин и глинистых сланцев.
•    Коммерческий бентопорошок, предназначенный для регулирования вязкости.
•    Полимер акрилового ряда POLYAC PLUS®, отвечающий за регулирование водоотдачи и реологические параметры.
•    В опимизированном составе раствора, получившем название BOREMAX® II, используется также мощный ингибитор наиболее химически активных и липких глин BORE-HIB®.
Система легко «настраивается» для решения конкретных задач и хорошо совместима с большинством продуктов, используемых в растворах на водной основе. В зависимости от конкретной ситуации в раствор могут вводиться вспомогательные добавки: гилсониты, гликоли, КМЦ, полианионные целлюлозы, ксантановый биополимер, мраморная крошка, смазывающие добавки (хотя при использовании системы BOREMAX® расход смазывающих добавок значительно ниже, чем при использовании других РВО), барит и т.д.
Эти три основные продукта системы BOREMAX® неизменно дают хорошие закупоривающие свойства, которые необходимы в отсутствие частиц с размерами, характерными для коллоидных фракций, позволяя буровым предприятиям достигать высоких механических скоростей проходки, возможных при использовании составов со сверхнизким содержанием твердой фазы. Правильная организация применения этих продуктов способствует уменьшению площади поверхности из расчета на заданное содержание твердой фазы и сокращению степени разбавления и объема отходов, образующихся на буровой площадке.
Для поддержания свойств бурового раствора BOREMAX® не требуется ни диспергирующих веществ, ни щелочных материалов. В целом, для работы системы используется минимальное число химических добавок, что снижает количество, время и стоимость на их доставку и приготовление раствора.
Патентованная смесь полимеров, входящих в состав бурового раствора BOREMAX®, упрощает управление раствором и способствует получению устойчивых показателей качества работы.
В 2005 г. система бурового раствора BOREMAX® была удостоена награды Харта за высокое технологическое решение.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСТВОРА BOREMAX®

Западно-Салымское месторождение
Изначально бурение под кондуктор и эксплуатационную колонну велось с использованием недиспергированных, ингибирующих растворов с уровнем минерализации по хлористому калию до 6%.
Лабораторный анализ пород, слагающих данное месторождение, показал, что применение раствора BOREMAX® может быть более эффективным с экономической и технологической точек зрения.
Использование BOREMAX® позволило снизить время строительства скважин в среднем с 16 до 12 — 13 суток, а объемы раствора — с 650 м3 до 450 — 500 м3.

Южно-Приобское месторождение
Лабораторный анализ пород, слагающих данное месторождение, конструкций скважин и способа их освоения показал, что оптимальным с экономической и технологической точек зрения является система BOREMAX®, причем возможно применение одного типа раствора для бурения от направления до вскрытия продуктивных интервалов.
В зависимости от отхода от вертикали средний срок строительства скважин, подобных представленной на рис. 3, при использовании раствора BOREMAX® составляет 16 — 19 суток при расходе бурового раствора 255 — 335 м3.
Применение оптимизированного состава BOREMAX® II позволило существенно снизить скорость разбавления раствора и полностью отказаться от его сброса.

Южно-Хильчуюсское месторождение
На данном месторождении системы BOREMAX® и BOREMAX® II используются для бурения под эксплуатационную колонну.
Переход с недиспергированного, ингибирующего, минерализованного хлористым калием раствора на пресные растворы BOREMAX® и BOREMAX® II также позволил добиться ряда экономических и технологических преимуществ, что представлено на рис. 4.
Интересно, что все три месторождения в значительной степени различны как по литологическому составу разбуриваемых пород, так и по конструкции скважин.
Тщательный, всесторонний анализ месторождения и условий бурения на нем позволяет внести в состав растворов необходимые коррективы, что дает возможность добиваться высоких технологических и экономических показателей на каждом конкретном месторождении и каждой конкретной скважине.
Стабильность растворов BOREMAX® и BOREMAX® II позволяет использовать их повторно, что приводит к дальнейшему удешевлению процесса строительства скважин при общем снижении затрат на утилизацию буровых растворов. Этим, в частности, обусловлен низкий расход буровых растворов на строительство скважин данных месторождений.
Очевидно, что данные системы хотя и являются наиболее эффективными для бурения глинистых пород, при минимальной модификации могут без проблем использоваться для разбуривания песчаных массивов и интервалов, сложенных известняками.
Специалисты подразделения Baroid Fluid Services компании Halliburton с готовностью проведут необходимую серию анализов и дадут рекомендации по оптимальному составу и поддержанию параметров систем буровых растворов BOREMAX® и BOREMAX® II.