Опыт Губкинского филиала ООО «РН-Бурение» в подборе оптимальных систем буровых растворов и химических реагентов для бурения в условиях ЯНАО

Case history of Gubkinsky branch of RN-Burenie in the selection of optimal drilling fluid systems and chemicals for drilling under Yamal peninsula conditions

T. NURAEV, Gubkin branch RN-Drilling Ltd., T. NURAEV, Vankorneft JSC,
V. MINIBAEV, Chemical industries Ltd. CC Mirrico

ООО «РН-Пурнефтегаз» — основное добывающее подразделение ОАО «НК «Роснефть» в ЯНАО. Большая часть запасов подразделения сосредоточена на четырех месторождениях: Комсомольском, Харампурском, Тарасовском и Барсуковском.

Объемы бурения по предприятию в настоящее время составляют около 50 тыс. м в год (рис. 1).

Analysis of application technology of drilling fluids in drilling wells in the Yamalo-Nenets Autonomous District.

Проходка, пройдя пик в начале 2000-х гг., начала сокращаться после 2003 г., что явилось следствием естественного истощения месторождений и переноса приоритетных усилий «Роснефти» на другие регионы, включая новый проект освоения Ванкорского месторождения, а также поддержание добычи в ХМАО. Отчасти это связано с тем, что средний дебит скважин «РН-Пурнефтегаза» ниже относительно некоторых других предприятий ОАО «НК «Роснефть» (табл. 1), и в настоящее время он составляет около 12 т/сут. (чуть меньше среднего дебита по ОАО «НК «Роснефть»). «Высокоэффективных или активных запасов в «Пурнефтегазе» становится все меньше, а выбор у «Роснефти» – все больше. Я уже приводил пример такого выбора: бурить в «Пурнефтегазе» скважину с начальным дебитом в 25 тонн или в «Северной нефти» на ту же глубину, но с дебитом 200 – 250 тонн Естественно, сегодня выгоднее бурить в «Северной нефти», – заявил бывший глава «Пурнефтегаза» С. Землюк в июле 2004 г.1
Рис. 1. Объемы бурения «Пурнефтегаз» в 1999 – 2009 гг.
Кроме того, все разрабатываемые «Пурнефтегазом» месторождения – с трудноизвлекаемыми запасами. Геологические условия добычи нефти на этих месторождениях достаточно сложные, обусловленные большим этажом нефтеносности – от 1200 до 3200 м, многочисленностью залежей: от 2 пластов (Северо-Тарасовское месторождение) до 39 открытых и 21 разрабатываемых (Комсомольское месторождение), многообразием форм их строения, особенно Харампурской группы месторождений2. Тем не менее, если проследить динамику изменения среднего дебита скважин по предприятию, можно отметить, что дебиты по компании в течение последних лет не снижаются, что обусловлено в том числе грамотным подходом к бурению, освоению и эксплуатации скважин, а также применением технологий интенсификации добычи.

Основной объем бурения для «РН-Пурнефтегаза» осуществляется силами Губкинского филиала «РН-Бурение».

На сегодняшний день наиболее проблемными из всех разбуриваемых компанией месторождений являются Южно-Харампурское и Фестивальное. Разрез здесь характеризуется мощными отложениями молодых активных высококоллоидных глин. На Южно-Харампурском месторождении это прежде всего Яновстановская свита, на Фестивальном – Марьяновская свита. Бурение дополнительно осложняется наличием аргиллитов, толщ многолетнемерзлых пород.
Табл. 1. Средний дебит скважин добывающих подразделений ОАО «Роснефть»
В 80-х – начале 90-х гг. для бурения на месторождениях традиционно применялась система бурового раствора, основанная на использовании карбоксиметилцеллюлозы, кремнийорганического гидрофобизатора и разжижителя – КССБ.

По мере накопления практических знаний по особенностям месторождений и появления новых типов химических реагентов службой по буровым растворам Губкинского филиала «РН-Бурение» разрабатывались и внедрялись различные системы растворов для наилучшего решения задач быстрой и безаварийной проводки скважины с сохранением коллекторских свойств продуктивного пласта.

Иногда после опробования «модных новинок» на рынке буровых реагентов оказывалось, что такие системы растворов не решают задач «РН-Пурнефтегаза». К примеру, после опробования реагентов на основе вискозы выяснилось, что данный раствор, обеспечивая хорошую скорость проходки, оказывает негативное влияние на продуктивность коллектора. Та же самая ситуация повторилась при внедрении полиакрилатных реагентов.

С середины 1990-х гг. для решения задач при бурении «Пурнефтегазом» активно привлекались международные подрядчики. Благодаря им в составе буровых растворов стали активно применяться полианионная целлюлоза в сочетании с крахмалом, затем – ксантановый биополимер и безглинистая калийхлорбиополимерная система бурового раствора. В то же время службой по буровым растворам Губкинского филиала «РН-Бурение» не прекращалась научная работа. Была разработана собственная технология, основанная на применении природных полисахаридов.

Основой разработанной системы бурового раствора является крахмал с тщательно подобранными характеристиками, применение которого позволяет добиться снижения показателя фильтрации бурового раствора с 5 см2/30 мин. до 2 см2/30 мин. Ранее компания применяла крахмалы различных производителей, однако, к сожалению, опыт их промышленного применения в условиях ЯНАО, в частности – на Южно-Тарасовском месторождении, показал, что крахмалы большинства производителей ферментативно неустойчивы при высоких температурах, что приводит к ухудшению фильтрационных параметров раствора. На Губкинском месторождении применяемые крахмалы были неустойчивы к повышенной минерализации, что отрицательно сказалось на реологических свойствах раствора. После анализа основных проблем были сформированы требования к крахмалу, учитывающие как физико-химические, так и технологические и эксплуатационные характеристики. Специалисты «РН-Бурения» обратились в технологическую службу ГК «Миррико» с просьбой разработать продукт с заданными свойствами. Таким образом, был создан крахмал СКМ (смесь крахмалов модифицированная).

Уникальные свойства крахмала СКМ обусловлены использованием для его производства смеси природных крахмалов различного происхождения, а также способом термохимической модификации.

Варьирование состава сырья позволяет менять в широких пределах условную вязкость растворов под конкретные задачи потребителя, а модификация на вальцовой сушилке придает ему ряд уникальных по отношению к традиционно используемым экструзионным крахмалам свойств. Крахмалы СКМ «работают» на любых пресных и минерализированных системах (КСl, NaCl, CaCl2) с любой степенью минерализации, при этом обладают полной растворимостью, не вспенивают раствор, не расслаиваются и сохраняют низкие значения фильтрации. Кроме того, растворы на основе СКМ имеют наилучшее соотношение пластической вязкости и динамического напряжения сдвига, что позволяет обеспечивать лучшую очистку ствола скважины при бурении.

Биополимерные растворы на основе СКМ сохраняли свои свойства в течение длительного времени, были стабильны и не требовали дополнительной дообработки, при этом расходы при заготовке раствора были заметно ниже, чем у экструзионных аналогов.

В то же время был необходим тщательный подбор и других химреагентов для бурения, так как их совместимость и стабильность качества оказывают непосредственное влияние на характеристики бурового раствора. Для того чтобы с большей достоверностью прогнозировать «поведение» скважины в процессе бурения, «РН-Пурнефтегаз» приняло решение о необходимости комплексных поставок, и выбор был сделан в пользу ГК «Миррико». Помимо крахмала СКМ химреагенты данной компании: ПАЦ «Оснопак», ксантановый биополимер «Гаммаксан», а также карбонатной кольматант УМС со специально подобранным фракционным составом (5 – 10 и 50 – 60 мкм) обеспечили необходимые стабильные характеристики бурового раствора.

С целью определения наиболее эффективной технологии компанией было принято решение об опытно-промышленном испытании различных систем буровых растворов. В течение года на шести кустах Южно-Харампурского, Комсомольского, Южно-Тарасовского и Фестивального месторождений буровые бригады «РН-Бурения» осуществляли бурение с применением различных типов растворов: на основе предлагаемых «иностранцами» технологий и собственной разработки службы по буровым растворам «РН-Пурнефтегаз».

Сравнение результатов бурения 38 скважин приведено в табл. 2.
Табл. 2. Результаты проводки скважин на месторождениях «РН-Пурнефтегаз»
* Цех промывочных жидкостей ГФ ООО «РН-Бурение»
Требования рабочих проектов на строительство скважин были выполнены в полной мере во всех описываемых случаях.

Опытно-промышленные испытания показали, что при использовании рецептуры бурового раствора, предложенной цехом промывочных жидкостей ГФ «РН-Бурение», затраты на буровой раствор были снижены на 5 – 900%.

При этом практически в 100% случаях использование системы ЦПЖ привело к повышению дебита скважин по нефти.

Таким образом, была сформирована оптимальная система буровых растворов, которая в течение 10 лет неизменно применялась для бурения на объектах «РН-Пурнефтегаза». Также лабораторией ЦПЖ разработана рецептура бурового раствора на основе силиката калия для строительства скважин на Харампурском и Фестивальном месторождениях, она успешно прошла полевые испытания на 6 скважинах Фестивального месторождения.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Нураев Т.Ш.

    Нураев Т.Ш.

    к.т.н., начальник службы промывочных жидкостей

    Губкинский филиал ООО «РН-Бурение»

    Нураев Т.Т.

    Нураев Т.Т.

    главный специалист сектора заканчивания и освоения скважин

    ЗАО «Ванкорнефть»

    Минибаев В.В.

    Минибаев В.В.

    к.т.н., генеральный директор

    ООО "Химпром"

    Просмотров статьи: 8493

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru