Файл: Курсовой проект Задание 7.docx

Формирование требований к промывочным жидкостям и выбор их видов

Основное требование к буровым промывочным жидкостям обозначено «Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (ПБ 08–624–03): «Тип и свойства бурового раствора в комплексе с технологическими мероприятиями и техническими средствами должны обеспечивать безаварийные условия бурения с высокими технико-экономическими показателями, а также качественное вскрытие продуктивных горизонтов».

Технологический процесс промывки скважин должен быть спроектирован и реализован так, чтобы достичь лучших технико-экономических показателей бурения. При этом главное внимание необходимо уделять выполнению основных технологических требований и ограничений:

облегчать разрушение породы долотом или, по крайней мере, не затруднять процесс разрушения и удаления обломков с поверхности забоя;

– не ухудшать естественные коллекторские свойства продуктивных пластов;

– не вызывать коррозию и износ бурильного инструмента и бурового оборудования;

– обеспечивать получение достоверной геолого-геофизической информации при бурении скважины;

– не растворять и не разупрочнять породы в стенках скважины, сохраняя ее номинальный диаметр;

– обладать устойчивостью к действию электролитов, температуры и давления;

– обладать низкими пожаровзрыво-опасностью и токсичностью, высокими гигиеническими свойствами;

– быть экономичной, обеспечивая низкую стоимость метра проходки.

Разделение геологического разреза на технологические интервалы по устойчивости горных пород и осложнённости разреза

Таблица 5.

Рекомендуемые типы промывочных жидкостей и требования к ним

Номера слоев	Интервал, м.	Признак выделения интервала. Характеристики пород.	Основные требования к промывочной жидкости	Типы промывочной жидкости отвечающие основным требованиям	Типы промывочных жидкостей неотвечающие основным требованиям	Факторы непригодности промывочной жидкости	Рациональный тип промывочной жидкости
1	2	3	4	5	6	7	8
1	0-180	Известняк с прослойками глины	- недопущение осыпи несвязных пород. - минимальная фильтрация; - ингибирующее и крепящее действие,	- глинистый раствор; - Полимерноглинистый раствор; - ингибированный раствор	- газообразные агенты	- недостаточные реологические параметры; - отсутствие крепящего и ингибирующего действия; - высокая проникающая способность	Полимерноглинистый раствор
2	180-390	Глины с прослойками песка	- недопущение поглощение бурового раствора - снижение показателей фильтратами; - ингибирующее и крепящее действие; - усиление связкости осыпающихся песков.	- глинистый раствор; - полимерноглинистый + целлофановая крошка; ингибированный раствор	- вода; - газообразные агенты	те же; - отсутствие предотвращение поглощение бурового раствора	Полимерноглинястый раствор + целлофановая крошка
3	390-610	Песок с прослойками глины и песчаников	те же, что и в втором слое; - недопущение обваливания песков с галькой и песчаных глин	те же; - снижение показателей фильтратами; - усиление ингибирующего действия на глинистые породы.	- вода; - газообразные агенты.	- недостаточные структурные и реологические свойства; - отсутствие крепящего и ингибирующего действия;	Полимерноглинястый раствор + целлофановая крошка
4	610-810	Известняки плотные	-исключения раствора ухода в трещины	те же; - снижение показателей фильтратами;	- вода;	стабилизирующего действия.	Полимерноглинястый раствор + целлофановая крошка
5	810-990	Известняки	- исключение коагуляционного загущения раствора.	- вода; - Полимерноглинястый раствор обработанный защитными реагентами; - гуматный раствор; - газообразные агенты; - ГЖС.	- вода.	- отсутствие ингибирующего и стабилизирующего действия	Полимерноглинястый раствор обработанный защитными реагентами + целлофановая крошка
6	990-1110	Известняки плотные, в нижн.части рыхлые	те же, что и в втором слое; - недопущение обваливания песков с галькой и песчаных глин .	те же; - снижение показателей фильтратами;	-вода	- отсутствие стабилизирующего действия.	Полимерноглинястый раствор + целлофановая крошка
7	1110-1810	Глины с прослойками песка	- улучшенные реологические свойства; - недопущение поглощение бурового раствора - снижение показателей фильтратами; .	- глинистый раствор; - полимерноглинистый + целлофановая крошка; ингибированный раствор	-вода	- недостаточные реологические свойства; - поглошения	Полимерноглинястый раствор + целлофановая крошка
8	1810-2230	Известняки плотные, в нижн.части рыхлые	те же, что и в втором слое; - недопущение обваливания песков с галькой и песчаных глин	те же; - снижение показателей фильтратами	-вода	- отсутствие стабилизирующего действия.	Полимерноглинястый раствор + целлофановая крошка
9	2230-2690	Песчаники с прослойкой глины	- сохранение проницаемости коллектора; - соответствие составов промывочной жидкости и флюида.	- растворы на углеводородной основе.	-вода - глинистый раствор; - газообразные агенты.	размокание глинистых поропластов; - отсутствие ингибирующего действия; - загрязнение горизонта; - малая плотность.	- раствор на углеводородной основе (ИБР)

---

Разделение геологического разреза начинается с анализа состава пород, слагающих разрез. При этом критериями выделения пород в единый технологический интервал является однородность минералогического состава горной породы, содержание в ней близкой по составу и степени минерализации пластовых флюидов, температура пластов, их проницаемость и пористость, величины пластовых давлений и давлений гидроразрыва пород, наличие зон возможных осложнений. Нужно уделять особое внимание на достигнутый уровень технологии бурения. При выделении в разрезе технологического интервала должны учитываться возможности самопроизвольного искривления скважин или решение специальных задач при наклонно-направленном бурении.

Тип промывочной жидкости выбираем исходя из свойств горных пород, залегающих в различных интервалах, и возможных осложнений при перебуривании этих пород.

6. 1   2   3   4   5   6   7   8

---

Разработка рецептуры промывочных жидкостей и выбор их основных технологических параметров.

Интервал 1 (0 – 180 м)

Известняк с прослойками глины.

Для обеспечения бурения в данном интервале без осложнений предусматриваем применение полимерглинистого раствора.

В состав раствора входят: вода, бентонитовая глина, полимерный реагент – модификация гипана (к – 4), который позволяет при концентрации 0,4 – 0,5% снизить водоотдачу до Ф₃₀ = 4 – 6 см³ и увеличить вязкость исходного раствора. Кроме того, полимерный реагент обладает стабилизирующим действием по отношению к глинистым породам и за счет образования полимерглинистой корки закрепить песчаногалечные отложения.

При бурении интервала дополнительно предусматриваем, что для исключения обвалов будем вводить баритовый утяжелитель. Барит BaSO₄ минерал белого цвета ρ = 4,48 г/см³. Используем баритовый концентрат КБ – 1 [4]. Доведем плотность раствора до 1,4 г/см³ при этом необходимо вести 600 – 700 кг утяжелителя на 1 м³ раствора при плотности баритового концентрата 4,2 г/см³. Таким образом, в этом интервале плотность раствора составляет ρ = 1,4 г/см³.

Для усиления стабилизирующего действия и снижения показателя фильтрации предусматривается ввод (карбоксиметилцеллюлоза) КМЦ-350 в количестве 0,5 – 0,7 %.

Полимерные растворы представляют собой водные растворы высокомолекулярных полимеров, структурированные небольшими добавками бентонита либо без него. Эти растворы предостерегают эмульгирование разбуриваемых пород и повышают оглавление жесткой и глинистых фаз в растворе. Этак же в состав раствора вводятся ПАА, флоккулирующий кальциевую глину и грубодисперсную фракцию выбуренной породы.

Для получения нужных ингибирующих параметров раствор обрабатывается извещению в численности 0,3% т. к. известь является родником катионов Ca++ и процесс взаимодействия Ca++ с горной породой сопровождается образованием кондексационно-кристаллической структуры, усиливающей стены скважины. Для получения таковой структуры в раствор вводятся лигносульфонаты: ССБ – 3%, ОССБ – 1%. Больше приведенные разжижители являются стабилизаторами дисперсных систем и формируют массивные гидратные оболочки на частичках жесткой фазы. Наравне с данными качествами разжижители способны уменьшать водоотдачу и воздействуют на свойство фильтрационной корки. Таковым образом, в состав предоставленного раствора вступают последующие хим реагенты [3, стр. 48].

---

1. 
   Барит BaSO₄
   
2. 
   Бентонит – 2 – 5 %
   
3. 
   Модификация гипана (к – 4) – 0,1%
   
4. 
   Известь Ca(OH)₂ – 0,3%
   
5. 
   Каустическая сода NaOH – 0,3%
   
6. 
   Полиакриламид – ГПАА – 0,5%
   
7. 
   КМЦ – 350 – 0,7%
   

Технологические параметры глинистого полимерного раствора [1].

ρ – плотность – 1,40 г/см³

Т – условная вязкость – 45 – 50 с.

Ф₃₀ – показатель фильтрации – 4 – 5 см³ за 30 мин.

θ₁ и θ₁₀ – статическое напряжение сдвига – 40 дПа и 80 дПа

Реологические параметры .

μ_п – пластическая вязкость –

– динамическое напряжение сдвига – 2,5 Па

μ_э – эффективная вязкость μ_э = μ_п +

μ_э == 0,01+2,5/6= 0,5

рН – показатель щелочности – 8,0 – 8,5;
Интервал 2, 3, 4 (180-390 м., 390-610 м., 610-810 м.,10-990 м.,

Глины с прослойками песка, песок с прослойками глины и песчаников, известняки плотные,

В этом интервале возможно поглощение (к = 10). При бурении в таких породах промывочная жидкость должна обладать улучшенными реологическими свойствами для исключения ее ухода в трещины. Кроме того, целесообразно при бурении таких пород вводить в состав жидкости наполнитель в виде целлофановой крошки для снижения интенсивности поглощения в сочетании с улучшенными реологическими свойствами. С этой целью раствор, используемый для бурения в интервале 1, при подходе к рассматриваемому интервалу облегчим удалив барит и введем в используемый раствор полимерного реагента – ГПАА и целлофановой крошки..

Состав раствора для этого интервала:

1. 
   Бентонит – 2 – 5 %
   
2. 
   Известь Ca(OH)₂ – 0,3%
   
3. 
   Каустическая сода NaOH – 0,3%
   
4. 
   Полиакриламид – ГПАА – 0,5%
   
5. 
   КМЦ – 350 – 0,7%
   
6. 
   Гипан (к – 4) – 0,3 %
   
7. 
   ГПАА – 0,3 %
   
8. 
   Целлофановая крошка – 6 – 8 %, целлофан пластинчатый. Размер хлопьев 13 – 19 мм [2. стр. 12].
   

Параметры промывочной жидкости:

ρ = 1,08 г/см³

Т = 50 – 60 с.

Ф₃₀ = 4 – 5 см³ за 30 мин

к = 1 – 1,5 мм

θ₁ и θ₁₀ = 40 дПа и 80 дПа

μ_п =

---

= 2,5 Па

μ_э = 0,5

рН = 8,0 – 8,5
Интервал 5, 6, 7 (810–990 м., 990-1110 м.,1110-1810)

Известняки, известняки плотные, в нижн.части рыхлые, Глины с прослойками песка

- наблюдаются поглощение и коагуляция бурового раствора

Предусматриваем применение того же раствора, что и в слое 2,3,4.

Для исключения загущения за счет обогащения твердой фазой, необходимо в состав раствора вводить УЩР, который подавляет структурообразование раствора и снижает показатель фильтрации, а так же ССБ, которая позволит избежать коагуляционного запущения раствора и снизит водоотдачу, затем CaCl₂, который обладает ингибирующим действием по отношению к глинистым пропласткам

Интервал 8, 9 (1810-2230 м и 2230 - 2690)

Известняки плотные, в нижн.части рыхлые, песчаники с прослойкой глины. Нефтепроявления.

Главные требования к промывочной жидкости:

– соответствие состава раствора и пластовых флюидов

– равенство пластового и гидростатического давления столба жидкости в скважине.

Выбираем ИБР – известковобитумный раствор (безводный РУО)

Плотность раствора для вскрытия продуктивной залежи.

,

где

к_а – коэффициент стомальности

к_б – коэффициент безопасности = 1,05 ÷ 1,1

ρ_в – плотность пресной воды:



где: 0,01 – коэффициент, уравнивающий размерности: при в г/см³, и Z в м.

тогда



Таким образом для вскрытия продуктивной залежи необходимо ИБР плотности ρ_р = 0,99 г/см³

Состав ИБР (кг на 1 м³ раствора): [3]:

Дизельное топливо ДЛ – 563

Битум с температурой размягчения 120 - 155°С – 155

Известь негашеная (CаO) – 310

Сульфонал, НП-3 или НП-1 – 12

Вода – 60

Технологические параметры ИБР [1]:

ρ = 0,99 г/см³

Т = 35 – 40 с.

Ф₃₀ = 0

θ₁ и θ₁₀ = 5 дПа и 15 дПа

μ_п =

---