Моющая буферная композиция для улучшения качества крепления скважин, пробуренных с применением руо

WASH SPACER FLUID COMPOSITION FOR CEMENTING QUALITY IMPROVEMENT IN WELLS DRILLED WITH OBM

KUZNETSOV O.A. 1,
KOZHEVNIKOV R.O. 1,
MELESHKO E.Ya. 1,
MASHAROV M.T. 1
1 Himprom LLC
Perm, 614101,
Russian Federation

Рассматривается одна из основных причин ухудшения качества крепления скважин после применения промывочной жидкости на углеводородной основе. Отсутствие качественного контакта между цементным камнем с одной стороны и горной породой/обсадной колонной с другой может стать основной причиной формирования заколонных перетоков. Для улучшения сцепления цементного камня, повышения адгезии со стенками скважины предложен вариант использования комплекса технологических жидкостей, в состав которого входит отмывающий буфер HimClean. Представлены физико-химические показатели реагента и подробно описана методика для определения эффективности отмыва растворов на углеводородной основе (РУО) буферной композицией.

The paper considers one of the main causes of well cementing quality issues after the use of oil-based mud. Poor bonding between the cement stone on the one side and rock/casing on the other side can be the main cause of behind-the-casing flows. To improve the cement bond and its adhesion to wellbore walls, it is proposed to use a system of drilling fluids with HimClean wash spacer. The paper discusses the physical and chemical properties of the agent as well as a method to determine the OBM washing off efficiency of the spacer compositionю

В настоящее время при бурении скважин все больше находят свое применение промывочные жидкости на углеводородной основе. Подобные растворы хорошо зарекомендовали себя при вскрытии продуктивных пластов. Кроме этого РУО применяют для проходки соленосных толщ и высокопластичных глинистых пород.
Применение растворов на углеводородной основе при строительстве наклонно-направленных скважин и скважин с горизонтальными участками обусловлено множеством факторов. Одним из наиболее важных является лучшая сохранность коллекторских свойств продуктивного пласта. Кроме того, РУО, по сравнению с буровыми растворами на водной основе, имеют следующие преимущества:
– высокую стабильность во времени (РУО можно многократно использовать и длительное время хранить);
– инертность в отношении глинистых и солевых отложений;
– обладают антикоррозионными и триботехническими свойствами;
– низкие значения фильтрации.
Несмотря на высокую стоимость РУО, эффективность применения позволяет не только осуществить успешную и качественную проводку ствола скважины, но и снизить в целом стоимость всего строительства.
Значительным недостатком применения РУО является снижение качества крепления. Оно обусловлено наличием на стенках скважины и обсадной колонны гидрофобной пленки РУО, которая препятствует формированию плотного контакта цементного камня с горной породой и колонной.

В настоящее время при бурении скважин все больше находят свое применение промывочные жидкости на углеводородной основе. Подобные растворы хорошо зарекомендовали себя при вскрытии продуктивных пластов. Кроме этого, РУО применяют для проходки соленосных толщ и высокопластичных глинистых пород.

Применение традиционных буферных композиций с целью удаления маслянистой пленки является малоэффективным решением, поскольку РУО не совместим с жидкостями, приготовленными на водной основе.
Добиться необходимого качества цементирования скважины после бурения на РУО возможно с использованием комплекса технологических буферных жидкостей, состоящего из ряда буферов различного назначения (разделительного, замещающего, отмывающего). Эффективность применения всего комплекса во многом зависит от отмывающей способности буферной композиции. Однако используемые в настоящее время композиции обладают низкой моющей способностью, являются высокотоксичными и имеют ряд ограничений при использовании.
Сотрудниками научно-исследовательского центра ООО «Химпром» был проведен комплекс мероприятий, направленных на разработку и подбор продукта, обладающего высокой отмывающей способностью вне зависимости от параметров РУО.

Несмотря на высокую стоимость РУО, эффективность применения позволяет не только осуществить успешную и качественную проводку ствола скважины, но и снизить в целом стоимость всего строительства.

Итогом проделанной работы является новый реагент в линейке ООО «Химпром» – HimClean. Продукт по своей природе является углеводородом, получаемым из смеси растительных эфирных масел методом экстракции. Внешне продукт представляет собой прозрачную слабо-желтую жидкость без примесей, обладает характерным запахом. HimСlean (табл. 1, рис. 1) предназначен для удаления остатков РУО со стенок скважины и внутрискважинного оборудования за счет эффективного растворения и диспергирования раствора.

С целью определения эффективности использования моющего буфера для РУО были проведены лабораторные испытания по следующей методике:
1. Вокруг измерительного цилиндра ротационного вискозиметра FANN 35 (OFITE 900) плотно оборачивается металлическая сетка, предназначенная для создания ребристой поверхности, на которой будет формироваться слой РУО. Далее производится определение массы чистого сухого цилиндра с сеткой (W1). Затем, погружением цилиндра в РУО на 10 минут, на нем формируется масляная пленка.
2. После извлечения ротор необходимо на 2 минуты оставить в покое. Это время, необходимое для того, чтобы стек избыток жидкости. Затем определяется масса цилиндра с образовавшейся коркой (W2).
3. Далее ротор помещается в предварительно подогретую до требуемой температуры чашу с моющей буферной жидкостью. Ротор вращается со скоростью 200 об/мин в течение 5 минут. Затем извлекается из буферной жидкости и оставляется в покое на 2 минуты.
4. Ротор снимается с вискозиметра и взвешивается в перевернутом состоянии на весах. Данный вес обозначается как W3.
5. Затем ротор вновь помещается в тестируемую буферную жидкость и вращается в течение еще 5 минут, согласно той же процедуре, чтобы получить значение W3 через 10 минут. Этот этап повторяется для получения значений W3 через 15, 20 и 30 минут. Рассчитывают эффективност ь смыва бурового раствора в %, используя значения W1, W2 и W3 по формуле:

Сотрудниками научно-исследовательского центра

ООО «Химпром» был проведен комплекс мероприятий, направленных на разработку и подбор продукта, обладающего высокой отмывающей способностью вне зависимости от параметров РУО.
Итогом проделанной работы является новый реагент в линейке ООО «Химпром» – HimClean.


В ходе лабораторных испытаний для сравнения использовался буферный состав на водной основе. Результаты исследований представлены в табл. 2.


Температура: 22 °С
Скорость вращения ротора (об/мин): 200
Масса ротора с сеткой (W1), г: 146,1
Масса ротора с буровым раствором (W2), г: 152,8
В качестве бурового раствора использовался фугат РУО.
В табл. 3 указаны результаты проверки моющего буфера HimClean. Внешний вид ротора после 5 минут в моющем буфере представлен на рис. 2.


Температура: 22 °С
Скорость вращения ротора (об/мин): 200
Масса ротора с сеткой (W1), г: 146,2
Масса ротора с буровым раствором (W2), г: 152,0


Отмечено, что эффективность отмыва остатков РУО с использованием HimClean усиливается при повышении скорости вращения ротора и температуры.
Принимая во внимание, что на практике закачка буферной жидкости осуществляется при турбулентном режиме, средние значения забойных температур находятся в пределах 60 – 80 °С (для регионов Западной Сибири), а время контакта буфера в кольцевом пространстве составляет 7 – 10 минут, возможно предположить, что эффективность применения буфера РУО HimClean будет выше, чем полученные результаты в лаборатории ООО «Химпром».
Таким образом, опираясь на положительные результаты проведенных испытаний, можно утверждать, что применение моющего буфера РУО «HimClean» позволит:
– обеспечить эффективную очистку от РУО обсадной колонны и стенок скважины;
– увеличить коэффициент качества крепления обсадных колонн после применения РУО;
– предотвратить формирование заколонных перетоков;
– обеспечить смену смачиваемости поверхностей для обеспечения лучшего замещения технологических жидкостей путем модификации рецептуры реагента;
– снизить затраты и оптимизировать технологию заканчивания скважины.
Однако следует отметить, что существует ряд нерешенных вопросов в использовании продукта. В частности, не определен состав разделяющего буфера, который предотвратит перемешивание состава HimClean с буровым и тампонажным раствором. Мероприятия, направленные на выполнение данной задачи, ведутся в настоящее время. Результаты выполнения будут получены в конце III квартала 2019 г.

Литература

1. Нечаева Л.Н. Особенности применения РУО как способа решения проблемы осложнений при бурении ствола скважины // Бурение нефтяных и газовых скважин: сб. трудов конференции «Проблемы геологии и освоения недр». Томск. 2013. С. 203.
2. Гришковец В.Ю., Давыдов Ю.С., Редкин Т.А. Преимущества применения буровых растворов на углеводородной основе при бурении нефтяных и газовых скважин // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. 2012.
№ 2 (43). С. 95–101.
3. Логвиненко С.В. Цементирование нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1978.
4. Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные и тампонажные растворы. М.: Недра, 1999.
5. Агзамов Ф.А., Садртдинов Р.Р. Отмывающая способность буферной жидкости с добавками поверхностно-активных веществ // сб. статей «Булатовские чтения». Уфа. 2018.

References

1. Nechayeva L.N. [Features of Usage of Oil-Based Mud as a Method to Address Drilling Problems. Bureniye neftyanykh i gazovykh skvazhin]. Trudy konferentsii «Problemy geologii i osvoyeniya nedr»
[Proc.Collected Papers of the Conference on Problems of Geology and Subsoil Development]. Tomsk, 2013, pp. 203. (In Russian).
2. Grishkovets V.Yu., Davydov Yu.S., Redkin T.A. Preimushchestva primeneniya burovykh rastvorov na uglevodorodnoy osnove pri burenii neftyanykh i gazovykh skvazhin [Advantages of Usage of Oil-Based Mud in Oil and Gas Well Drilling]. Izvestiya Sibirskogo otdeleniya Sektsii nauk o Zemle RAYEN [Proceedings of the Siberian Department of Geoscience Section of the Russian Academy of Natural Sciences], 2012, no. 2 (43), pp. 95–101. (In Russian).
3. Logvinenko S.V. Tsementirovaniye neftyanykh i gazovykh skvazhin [Cementing of Oil and Gas Wells]. Moscow, Nedra Publ., 1978. (In Russian).
4. Bulatov A.I., Makarenko P.P., Proselkov Yu.M. Burovyye promyvochnyye i tamponazhnyye rastvory [Muds and Cement Slurries]. Moscow, Nedra Publ., 1999. (In Russian).
5. Agzamov F.A., Sadrtdinov R.R. [Cleaning Capacity of Spacers with Surfactants]. Trudy konferentsii «Bulatovskiye chteniya» [Proc. Symp. «Readings of A.I. Bulatov» ]. Ufa, 2018. (In Russian).

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Кузнецов О.А.

    Кузнецов О.А.

    исполнительный директор

    ООО «Химпром»

    Кожевников Р.О.

    Кожевников Р.О.

    заместитель начальника отдела буровых растворов

    ООО «Химпром», г. Пермь

    Мелешко Е.Я.

    Мелешко Е.Я.

    старший специалист отдела буровых растворов

    ООО «Химпром», г. Пермь

    Машаров М.Т.

    Машаров М.Т.

    магистр химии, инженер лаборатории буровых растворов

    Просмотров статьи: 480

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru