XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION (19-21.04.2018)

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

доктор техніч. наук, Коцкулич Я. С., канд. технічн. наук, Сенюшкович М. В., канд. техніч. наук, Білецький Я. С., канд. техніч. наук, Марцинків О. Б. БУРОВИЙ РОЗЧИН ІЗ ЗБАГАЧЕНОЮ ОРГАНІЧНОЮ ОСНОВОЮ ДЛЯ РОЗКРИТТЯ ПРОДУКТИВНИХ ГОРИЗОНТІВ

Доктор технічних наук Коцкулич Ярослав Степанович,

кандидат технічних наук Сенюшкович Микола Володимирович,

кандидат технічних наук Білецький Ярослав Семенович,

кандидат технічних наук Марцинків Олег Богданович

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

БУРОВИЙ РОЗЧИН ІЗ ЗБАГАЧЕНОЮ ОРГАНІЧНОЮ ОСНОВОЮ ДЛЯ РОЗКРИТТЯ ПРОДУКТИВНИХ ГОРИЗОНТІВ

Збільшення обсягів видобування нафти і газу безпосередньо пов'язане з підвищенням якості робіт у процесі первинного розкриття продуктивних пластів, що вважається однією з найважливіших проблем нафтогазо­видобувної промисловості.

Дослідження та промисловий досвід свідчать, що терміни освоєння, продуктивність свердловин та коефіцієнти нафтогазовилучення з пластів за однакових умов можуть бути різними залежно від якості виконання робіт при первинному розкритті продуктивних пластів. Водночас, залежно від фільтраційних властивостей порід-колекторів та фізико-хімічних властивостей флюїдів, які насичують їх пори, використання одних і тих же технологічних операцій з однаковими параметрами призводить до різних кінцевих результатів.

Основою успішного первинного розкриття вважається збереження природної проникності порід-колекторів та цілісності стінок свердловини в інтервалі продуктивного пласта. Вказане може бути досягнуто за рахунок використання таких технологій, які виключають можливість потрапляння в пори порід-колекторів побічних матеріалів, або таких промивальних рідин, які не спричиняють негативної дії на пласт з точки зору його закупорювання та втрати стійкості стінок свердловини.

Згідно "Єдиних технічних правил ведення робіт при будівництві свердловин на нафтових, газових і газоконденсатних родовищах" [1] розкриття продуктивних пластів необхідно проводити так, щоб гідростатичний тиск стовпа промивальної рідини на 1,5-3,5 МПа перевищував пластовий. В реальних умовах репресія на продуктивний пласт значно перевищує прийняті норми за рахунок виникнення гідродинамічних тисків при циркуляції промивальної рідини, проведенні спуско-підіймальних операцій тощо. Аналіз отриманих результатів з оцінки величини репресії свідчить про перевищення у більшості випадків їх значень над допустимим. Особливо недопустимо високі значення репресії мають місце у процесі розкриття продуктивних горизонтів в експлуатаційних свердловинах БУ "Укрбургаз" на глибинах більше 2500 м, які в окремих випадках перевищують 20 МПа.

Фільтрати промивальних рідин, що використовуються для розкриття продуктивних пластів, зазвичай вміщують дисперсну фазу або збагачуються подрібненими частинками розбурюваної гірської породи. Проникаючи під дією репресії в пори порід-колекторів, фільтрати захоплюють з собою тверді частинки, найдрібніші з яких досягають такої ж глибини проникнення, як і сам фільтрат унаслідок чого суттєво погіршуються фільтраційні властивості порід-колекторів.

В результаті лабораторних та промислових досліджень зарубіжних та вітчизняних вчених створена і успішно використовується широка гамма промивальних рідин для первинного розкриття продуктивних пластів, які умовно можна розділити на дві групи:

1) рідини, які не створені спеціально для розкриття продуктивних пластів, але застосовуються для цього, оскільки їх властивості відповідають умовам здійснюваної операції або потрібні властивості досягаються шляхом спеціальної хімічної обробки. До цієї групи належать глинисті розчини, лігносульфонатні розчини, полімерні розчини, обернені емульсії;

2) рідини, спеціально створені для первинного розкриття продуктивних пластів. Зазвичай, ці рідини розробляються з умови найлегшого видалення їх компонентів з порід-колекторів. Ці рідини мають малий показник фільтрації в пласт, утворюють нещільну глинисту кірку, яка легко диспергується, не кольматують пори порід-колекторів, фільтрат таких рідин не спричиняє негативного впливу, проникаючи в пласт. Компоненти таких рідин розчиняються в нафті, кислоті чи воді, або здатні біологічно розкладатись. До них належать розсоли зі спеціальною системою обважнення, крейдяні емульсії та стабільні піни.

Авторами [2] проведено аналіз стану розкриття продуктивних пластів на родовищах НАК "Нафтогаз України" по 78 свердловинах БУ "Укрбургаз" ДК "Укргазвидобування" та 51 свердловині ВАТ "Укрнафта". У свердловинах БУ "Укрбургаз" продуктивні горизонти найчастіше розкривають на полімеркалієвих (34,4 %), хлоркалієвих (17,6 %) та гуматно-акрилокалієвих (17,6 %) промивальних рідинах, а у свердловинах ВАТ "Укрнафта" - на полімеркалієвих (41,2 %), хлоркалієвих (23,5 %) та хлоркальцієвих (19,6 %) промивальних рідинах. Первинне розкриття продук­тивних пластів буровими розчинами на органічній основі практично не використовується.

Виходячи з актуальності поставленого завдання нами розроблений склад хімічного реагенту для обробки бурових розчинів із збагаченою органічною основою, які можуть використовуватись для первинного розкриття продуктивних горизонтів [3].

Дослідження проводились у напрямку підбору необхідних компонентів та визначення їх оптимального кількісного співвідношення у складі для забезпечення збагачення органічною основою бурових розчинів, з можливістю впливу на покращення їх поверхневої активації, і як наслідок стабілізації та збереження колекторських властивостей порід.

В складі для приготування хімічного реагенту для обробки бурових розчинів, що містить лігносульфонат модифікований, конденсований сухий технічний (ЛМК-СТ), високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату натрію типу "Преастол", водорозчинний акриловий полімер і технічну воду, органічна основа збагачена моноетаноламіном або сумішшю етаноламінів і кислотою лимонною моногідратом при такому співвідношенні компонентів (масові відсотки):

•-  лігносульфонат модифікований, конденсований сухий технічний (ЛМК-СТ) - 30,0 ÷ 30,5;

•-  високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату натрію типу "Преастол" - 1,0 ÷ 1,5;

•-  кислота лимонна (моногідрат) - 0,1 ÷ 0,3;

•-  моноетаноламін або суміш етаноламінів - 8,0 ÷ 10,0;

•-  технічна вода - решта.

Суміш зазначених компонентів у складі хімічного реагенту дає можливість зі збільшенням вмісту ЛМК-СТ, відомого своїм застосуванням для обробки безглинистих і малоглинистих бурових розчинів, зменшити вміст високомолекулярного співполімеру акриламіду і акрилату натрію. При цьому забезпечується висока в'язкість і стабілізація бурового розчину у процесі розкриття продуктивного пласта внаслідок високих флокулюючих властивостей, які запобігають диспергуванню частинок вибуреної породи, безконтрольному збільшенню твердої фази у розчині і як наслідок підвищення його густини. Крім цього, відсутня необхідність використання гідрооксиду натрію для регулювання величини рН середовища. За рахунок стабільного значення густини бурового розчину зменшується репресія на продуктивний пласт у процесі його первинного розкриття.

Оптимальне співвідношення вмісту компонентів досліджувалось лабораторним шляхом і підтверджено експериментальними дослідженнями, у результаті чого встановлено, що при зміні вмісту будь-якого з компонентів в більшу або меншу сторону від наведеного призводить до відхилення параметрів бурового розчину і погіршення його властивостей.

Запропонований хімічний реагент для обробки бурового розчину готують у такій послідовності. До розрахункової кількості технічної води з використанням вагового дозатора додають розрахункову кількість ЛМК-СТ перемішуючи водний розчин упродовж 25-30 хвилин. Після цього до приготовленого водного розчину додають розрахункову кількість акриламіду і акрилату натрію, метаноламіну і лимонної кислоти та перемішують суміш до отримання однорідної консистенції. Нижче у таблиці 1 подані рецептури хімічного реагенту, які приготовлялись у лабораторних умовах і використовувались для обробки бурових розчинів.

 

Таблиця 1 - Рецептури хімічного реагенту за складом

 

Назва інградієнта

Вміст інградієнта за рецептурою,

масові відсотки

№ 1 № 2 № 3
Лігносульфонат (ЛМК-СТ) 30 32,5 35
Акриламід і акрилат натрію 1,0 1,25 1,5
Лимонна кислота 0,1 0,2 0,3
Метаноламін 8,0 9,0 10,0
Технічна вода решта решта решта

 

Приготовлений склад реагенту за №№ 1, 2, 3 завантажують у герметичну тару і використовують у вигляді водного розчину, який готують на вузлах з приготування хімічних реагентів, або безпосередньо на бурових з використанням глиномішалки об'ємом 4 м3.

Моделювання процесу приготування хімічного реагенту та регулювання параметрів бурових розчинів проводилось у лабораторних умовах з застосуванням стандартного обладнання, а також автоклаву та фільтрпреса, які створюють термобаричні умови наближені до реальних вибійних умов у свердловинах, а саме: тиск до 100 МПа і температура до 160 0С. Як базовий буровий розчин використовувався 2-%-й водний розчин бентонітового глинопорошка.

Результати експериментальних досліджень подані у таблиці 2.

 

Таблиця 2 - Результати досліджень бурових розчинів

Рецептура

бурового

розчину

Фільтрація за 30 хв. при t 20 0С, см3 Фільтрація за 30 хв. при t 160 0С, см3 Умовна в'язкість, с Статичне напруження зсуву, дПа Осад шламу, %
2-%-й розчин бентоніту >40 >40 30 20/35 0
Склад реагенту за № 1 + розчин бентоніту 1,5 ÷ 2,0 2,1 ÷ 2,5 55 ÷ 60 58/67 27 ÷ 29
Склад реагенту за № 2 + розчин бентоніту 1,8 ÷ 2,1 2,0 ÷ 2,3 54 ÷ 58 62/66 26 ÷ 30
Склад реагенту за № 3 + розчин бентоніту 1,5 ÷ 2,0 2,1 ÷ 2,3 53 ÷ 58 53/57 26 ÷ 30

 

За результатами досліджень розробленого хімічного реагенту можна зробити висновок, що фільтрація бурового розчину значно зменшується до 1,5 ÷ 2,0 см3/30 хв., умовна в'язкість і статичне напруження зсуву підвищуються у 1,5 ÷ 2 рази. Крім того, зменшується кількість диспергованої твердої фази, в результаті чого практично не змінюється густина бурового розчину у процесі буріння свердловини. Тому розроблена рецептура хімічного реагенту рекомендується для обробки бурових розчинів, що використовуються для первинного розкриття продуктивних пластів.

Література:

1. Единые технические правила работ при строительстве скважин на нефтяных, газовых и газокнденсатных меторождениях. - М.: ВНИИОЭНГ, 1983. - 48 с.

2. Мислюк М.А., Ковбасюк І.М., Стасенко В.М., Гунда М.В. До оцінки первинного розкриття продуктивних горизонтів на родовищах України // Нафтова і газова промисловість. - 2005. - № 6. - С. 17-19.

3. Білецький Я.С, Коцкулич Я.С, Сенюшкович М.В, та ін. Склад для приготування реагенту для обробки бурових розчинів із збагаченою органічною основою. Патент України на корисну модель. № 50593, Бюл. № 11, 2010р.

 


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>