4) главная проблема - это обеспечить максимально возможную степень сохранения коллекторских свойств, продуктивных пластов.
Бурение из-под кондуктора начинается с промывкой забоя буровым раствором, обработанным химическими реагентами (структурообразователи, разжижители и т.п.) с последующей наработкой естественного глинистого раствора за счет выбуренной породы.
Глинистый раствор для первичного вскрытия нефтяного пласта представляет собой суспензию высокоактивной бентонитовой глины, с добавлением мела, обработанную кальцинированной содой, смазочными добавками и ПАВ, обладающим способностью понижать поверхностное натяжение фильтрата и гидрофобизировать поверхность поровых каналов пласта-коллектора. В качестве понизителя фильтрации используется КМЦ и унифлок.
Перед вскрытием продуктивного пласта производят замещение глинистого бурового раствора на малоглинистый полимерный «Порофлок». Основные требования к буровому раствору на водной основе для первичного вскрытия продуктивных пластов, следующие:
- репрессия на пласт от гидростатического давления столба бурового раствора должна быть минимальной
- импульсы гидродинамического давления при спускоподъемных операциях и возобновлении циркуляции раствора должны быть также минимальные. Это достигается, при прочих равных условиях, при низкой пластической вязкости раствора, низких значениях СНС и невысоких значениях динамического напряжения сдвига (ДНС). Запрещается допускать высокие значения СНС10 и предельного динамического напряжения сдвига с целью предупреждения возникновения высоких импульсов давления и больших гидравлических потерь. Низкая пластическая вязкость обеспечивается малым содержанием наработанной твердой фазы в растворе, т.е. выбуренная порода не должна переходить в раствор, иными словами, должно быть обеспечено ингибирование системы и должна быть организована хорошая очистка раствора от выбуренной породы. Параметры СНС и ДНС регулируются типом и концентрацией реагента структурообразователя и реагента понизителя вязкости наряду с регулированием содержания твёрдой фазы;
- раствор должен иметь низкую фильтратоотдачу и формировать тонкую корку на стенках скважины;
- фильтрат раствора должен иметь низкое поверхностное натяжение на границе с пластовой нефтью и обладать обратимой гидрофобизирующей способностью по отношению к поверхности поровых каналов нефтяного пласта;
- время, в течение которого буровой раствор находится в контакте с поверхностью нефтяного пласта, должно быть как можно меньше.
При бурении интервала 1981-2114 используется малоглинистый буровой раствор «Порофлок» с кислорастворимым утяжелителем, обработанный полисахаридами и ПАВ-гидрофобизатором и понизителем поверхностного натяжения фильтрата, отвечает практически всем требованиям, которые предъявляются к буровым растворам для первичного вскрытия продуктивных пластов с сохранением их фильтрационно-емкостных свойств.
Процесс замещения раствора в скважине должен производиться непрерывно до выхода раствора «Порофлок» на устье. Далее, после освобождения и чистки от глинистого раствора емкостей, входящих в циркуляционную систему, продолжить бурение на растворе «Порофлок».
В процессе бурения контролируются свойства раствора. При необходимости производят обработку раствора понизителями водоотдачи. Для этого в буровой раствор добавляют унифлок или КМЦ в виде водных растворов.
В процессе бурения скважины в продуктивном интервале используют трехступенчатую систему очистки бурового раствора, отключая центрифуги, чтобы избежать удаления из раствора частиц мела.
Отработанный полимерный раствор откачивают в дополнительные емкости для повторного использования при вскрытии продуктивных пластов в следующих скважинах куста и для бурения скважины под кондуктор.
В состав раствора входят:
- в качестве загустителей и понизителей фильтрации водорастворимые полимеры Унифлок и карбоксиметилцеллюлоза;
в качестве структурообразователя - бентонит;
в качестве утяжелителя и кислоторастворимого кольматанта - мел. Для стабилизации и снижения водоотдачи в раствор дополнительно вводится КССБ. Регулирование рН и связывание ионов кальция осуществляется добавками кальцинированной соды. При необходимости для пеногашения используется пеногаситель. Приготовление раствора «Порофлок» начинают за двое суток до вскрытия продуктивного пласта, с тем, чтобы к началу вскрытия пластов необходимый его объем с требуемыми свойствами был готов к использованию. Удельное электрическое сопротивление раствора равно 0,6-1,4 Ом . м, что меньше удельного электрического сопротивления глинистого раствора (1,0-2,8 Ом . м).
1.3 Выбор и расчёт параметров промывочной жидкости по интервалам скважины в зависимости от геологических условий
Выбор плотности при бурении осуществляется из условия создания противодавления на пласт.
, кг/м3
где k - коэффициент превышения давления бурового раствора в скважине в зависимости от глубины;
Pпл - пластовое давление, МПа;
g - ускорение силы тяжести, равное 9,81;
Ln - глубина залегания кровли пласта.
Интервал 0-790м
Плотность-1,16 г/см3
Вязкость- 55-60 с
Фильтрация-8-9 смі/30мин
СНС 1мин-15, 10мин-35 мг/смІ
Интервал 790-932м
Плотность-1,08 г/см3
Вязкость- 18-20 с
Фильтрация-7-8 смі/30мин
СНС 1мин-8-10, 10мин-12-20 мг/смІ
Интервал 932-1981м
Плотность-1,10 г/см3
Вязкость- 22-25 с.
Фильтрация-6-7 смі/30мин
Интервал 1981-2114м
Плотность - 1,08 г/см3
Вязкость - 24-50 с.
Фильтрация - 3-5 смі/30мин
СНС 1мин - 5-10, 10мин - 10-20 мг/смІ
2. Регулирование параметров промывочной жидкости, химическая обработка, утяжеление
Химические реагенты применяются для приготовления и обработки буровых растворов с целью придания им необходимых свойств, для изменения вязкости, прочности структуры и водоотдачи. Химическая обработка-основное средство регулирования свойств раствора в процессе бурения. Химические реагенты и материалы классифицируются по различным признакам, например по химической природе, физико-химическим свойствам (термостойкости, устойчивости к электролитам), по их назначению, особенностям действия и т.д. При бурении скважин непременным условием предупреждения газа-, нефти - и водопроявлений, обвалов стенок скважины и связанных с ними осложнений является регулирование гидростатического давления столба бурового раствора в зависимости от давления вскрываемых нефтегазовых и водоносных пластов и порового давления глинистых пород. Один из методов регулирования гидростатического давления столба раствора - изменение плотности последнего. Когда необходим раствор с большей плотностью, используются добавки тонко размолотых порошков инертных тяжелых металлов. При бурении данной скважины утяжеление бурового раствора не требуется. Химическая обработка в данном случае производится во всех интервалах бурения.
Рассмотрим виды химических реагентов, которыми производиться обработка.
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - натриевая соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты. Чем выше степень полимеризации КМЦ, тем выше ее термостойкость и стабилизирующее действие на буровой раствор, поэтому наиболее эффективны реагенты марок КМЦ-700, КМЦ-ТС, Торос-2, Tylose. Представляет собой мелкозернистый порошкообразный материал белого или кремового цвета, содержание влаги не более 10%. Хорошо растворяется в воде. Поставляется в бумажных мешках массой по 20 кг. Применяется для регулирования фильтрационных свойств буровых растворов.
Приготовление водного раствора КМЦ на буровой производится в глиномешалках или с помощью гидромешалки. Глиномешалка МГ-4 заполняется на 2/3 водой, загружается расчетное количество реагента, перемешивается до получения равномерной консистенции и доливается водой до полного объема. Приготовление раствора КМЦ осуществляется из расчета не более 200 кг на глиномешалку. В раствор через смесительную камеру рекомендуется добавлять медленно со скоростью от 10 до 20 минут на мешок.
Унифлок - порошок оранжевого, иногда кремового цвета, хорошо растворимый в воде. Поставляется в полиэтиленовых мешках весом 30кг. Водный раствор его имеет щелочную реакцию (для 0,1%-го раствора рН=11), реагент совместим с КМЦ, КССБ. Применяется в качестве загустителя буровых растворов.
Каустическая сода - гидрооксид натрия (NaOH). Гранулированное или хлопьевидное вещество белого цвета, хорошо растворяется в воде, плотность 2130 кг/м3. Применяется для поддержания нужного значения рН бурового раствора. Поставляется в стальных бочках по 25 или 50 кг или в полиэтиленовых с полипропиленовым слоем мешках по 50 кг.
Добавляется в буровой раствор медленно и осторожно в течение полного цикла циркуляции через специальную емкость для химических реагентов. В нашей стране каустическая сода выпускается в соответствии с ТУ 6-10-1306-85 и поставляется в виде бесцветной непрозрачной кристаллической массы в металлических барабанах массой 100-200 кг. ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения 50 мг/л.
ФК-2000 - экологически безопасная смазочная добавка на основе растительного подсолнечного масла по эффективности многофункционального воздействия на буровой раствор (значительное улучшение антиприхватных, смазочных и ингибирующих свойств, снижение коэффициента поверхностного натяжения на границе фильтрат бурового раствора - углеводород) соответствует лучшим зарубежным смазочным материалам. Смазочная добавка разработана специально для условий Западной Сибири при бурении горизонтальных и наклонно-направленных скважин. По внешнему виду - жидкость, склонная к пастообразованию при низких температурах, от светло-желтого до темно-коричневого цвета с запахом подсолнечного масла. Смазочная добавка упаковывается в металлические 200 л бочки.
ТБФ(Пента) - трибутилфосфат. Предназначен для предупреждения образования и гашения пены в буровых растворах.
ГКЖ - применяется в качестве гидрофобизирующей добавки, предотвращающей диспергирование, гидратацию и переход глин в буровой раствор и обеспечивающий вследствие этого сохранение хороших реологических свойств раствора. Придает термостойкость буровому раствору.
НТФ- нитрилтриметилфосфоновая кислота предназначена для снижения вязкости бурового раствора. Растворимость в воде хорошая, не горюч, не взрывоопасен, малотоксичен. Применяется в летнее время в виде разбавленного 1%-ного раствора, в зимнее время - в виде раствора в антифризе. Поставляется в виде порошка или в виде 30-40%-ного водного раствора в пресной воде (плотность 1190-1270 кг/м3) существующими транспортными средствами. В добыче нефти применяется в качестве ингибитора солеотложений.
КССБ - конденсированная сульфат-спиртовая барда. Тонкодисперсный пылящий порошок темно-коричневого цвета. Предназначена для снижения фильтрации буровых растворов.
В связи с ужесточением в последние годы экологических требований к производству буровых работ, возникла необходимость применения малоопасного для окружающей среды бурового раствора. Применение такого раствора стало возможным благодаря использованию малотоксичных химреагентов и материалов, включая экологически безопасные смазочные добавки и противоприхватные средства. В настоящем проекте предусматривается использовать в качестве смазочной добавки ФК-2000 и графит. Возможно применение смазочной добавки Спринт. ФК-2000 получен из растительных масел и рыбожировых отходов. Он не токсичен.
Буровой раствор, обработанный КМЦ, НТФ и ФК-2000 разрешен к применению как экологически малоопасный раствор.
Состав малоглинистого полимерного раствора «Порофлок», % мас.
1. Бентонит 3-4
2. Мел 6-8
3. Унифлок 0,1-0,2
4. КМЦ-ТС 0,8-1,0
5. КССБ 0,1-0,3
6. Сода кальцинированная 0,1
7. ТБФ 0,014
8.ФК-2000 0,3-0,5
9. Вода остальное
2.1 Расчёт расхода промывочной жидкости, воды, глины, химических реагентов, утяжелителя и других материалов на 1м проходки и на 1 скважину
Определим общий объём бурового раствора Q,мі
Q=n1L1+ n2L2+ n3L3+ n4L4
Где n- норма расхода бурового раствора на 1м проходки с учётом скорости бурения мі/м, L- интервал скважины, соответствующий данной норме, м
Q1= n1L1=0,17·50=8,5 мі
Q2= n2L2=0,096·740=71,04 мі
Q3= n3L3=0,049·1080=52,92 мі
Q4= n4L4=0,045·133=5,9 мі
Таким образом общий объём бурового раствора равен
Q=8,5+71,04+52,92+5,9= 138,36 мі
Определим общий объём химреагентов и материалов Q,кг
Где n- норма расхода химических реагентов на 1м проходки кг/м, L- интервал скважины, соответствующий данной норме, м
Интервал 0-50
Глинопорошок
Q1= n1L1=11,96·50=598 кг
КМЦ
Q1= n1L1=0,17·50=8,5 кг
Унифлок
Q1= n1L1=0,07·50=3,5 кг
Сода каустическая
Q1= n1L1=0,09·50=4,5 кг
Q=598+8,5+3,5+4,5= 614,5 кг
Интервал 50-790
Q2= n2L2=6,73·740=4980,2 кг
Q2= n2L2=0,10·740=74 кг
Q2= n2L2=0,04·740=29,6 кг
Q2= n2L2=0,05·740=37 кг
Q=4980,2+74+29,6+37=5120,8 кг
Интервал 790-1981
Q3= n3L3=1,48·1080=1598,4 кг
Q3= n3L3=0,24·1080=259,2 кг
ФК-2000
Q3= n3L3=0,98·1080=1058,4 кг
ТБФ(Пента)
Q3= n3L3=0,10·1080=108 кг
ГКЖ
Q3= n3L3=0,43·1080=464,4 кг
Q3= n3L3=0,07·1080=75,6 кг
Q=1598,4+259,2+1058,4+108+75,6=3099,6 кг
Интервал 1981-2114
«Порофлок»
Q4= n4L4=1,359·133=180,7 кг
Мел
Q4= n4L4=2,71·133=360,43кг
Q4= n4L4=0,36·133=47,88 кг
Q4= n4L4=0,045·133=5,9 кг
КССБ
Q4= n4L4=0,13·133=17,29кг
Кальцинированная сода
Q4= n4L4=0,045·133=5,9кг
ТБФ
Q4= n4L4=0,008·133=1,064 кг
Q=180,7+360,43+47,88+5,9+17,29+5,9+1,064=613,184 кг
Общий объём хим.реагентов Q, кг
Q=614,5+5120,8+3099,6+613,184=9448,084 кг
2.2 Первичная очистка бурового раствора
С целью обеспечения полноты удаления выбуренной породы из бурового раствора и регулирования содержания твердой фазы в буровом растворе, а также с целью уменьшения объема наработки бурового раствора, а, следовательно, уменьшения объема отработанного бурового раствора (ОБР) при бурении эксплуатационных скважин рекомендуется осуществлять многоступенчатую систему очистки бурового раствора с использованием средств очистки, изготовленных зарубежными и отечественными фирмами. Оборудование бурового раствора расположено между вышечным и емкостным блоками на дополнительном емкостном основании. В состав четырёхступенчатой системы очистки бурового раствора входят: вибросита, пескоотделители, илоотделитель и центрифуга.
Очистка бурового раствора от шлама с помощью вибрационных сит -- механический процесс, в котором частицы отделяются с помощью просеивающего устройства.
Главные факторы, определяющие глубину очистки и пропускную способность вибросита, -- размер ячеек сетки и просеивающая поверхность. Основные элементы вибросита: основание 1, поддон для сбора очищенного раствора 7, приемник с распределителем потока 2, вибрирующая рама 5 с сеткой 4, вибратор 3, амортизаторы 6. Вибрирующие рамы располагают как в горизонтальной, так и в наклонной плоскости, а их движение может быть возвратно-поступательным по прямой, эллипсообразным, круговым и комбинированным.
В практике отечественного бурения используют одноярусные сдвоенные вибросита СВ-2 и СВ-2Б, одноярусные двухсеточные вибросита ВС-1.
Вибросито СВ-2 в состоянии пропустить до 60 л/с бурового раствора при сетке с размером ячейки 1Х5 мм. Рабочая часть сетки имеет длину 1,2 м и ширину 0,9 м. Сетка имеет частоту колебаний 1600 или 2000 в 1 мин. Наклон сетки к горизонту 12--18°. Вибрационное сито СВ-25--модернизированный вариант сита СВ-2.
Вибросито ВС-1 оснащено двумя заделанными в кассеты сетками. Используются сетки с размером ячейки 0,16х0,16; 0,2х0,2; 0,25х0,25; 0,4х0,4 и 0,9х0,9. Первая сетка устанавливается горизонтально, а вторая -- с наклоном около 5° к горизонту. Траектория колебаний сеток эллиптическая. Наибольшая двойная амплитуда 8 мм, частота колебаний ИЗО и 1040 в 1 мин. Рабочая поверхность сетки 2,7 м2. Вибросито ВС-1 способно пропустить через сетку с ячейкой 0,16х0,16 до 10 л/с бурового раствора. При использовании сетки 0,9х0,9 пропускная способность вибросита превышает 100 л/с. Масса вибросита 1800кг, длина 3м, ширина 1,85м, высота 1,64м.
Вибрационное сито ВС-1 состоит из:
1) станина
2) вибрирующая рама
3) трубы рамы
4) приемная емкость
5) распределители потока
6) клиновый шибер
7) плоские шиберы
8) тумбы
9) цилиндрические пружины
10) вибратор
11) электродвигатель
Библиографический список
1. Ермолаева Л.В., Знаменский А.А. «Буровые промывочные жидкости»/ Метод. указ. к выполнению курсовой работы. Самара,1991. 11с.
2. Булатов А.И., Пеньков А.И., Проселков Ю.М. «Справочник по промывке скважин.» М. Недра, 1984. 320с
3. Середа Н.Г., Соловьёв Е.М. «Бурение нефтяных и газовых скважин.» М. Недра, 1988. 360 с.
Страницы: 1, 2