авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Исследование и совершенствование буровых технологических жидкостей с использованием гель-технологий

-- [ Страница 3 ] --

Рис. 4 Влияние БСР на показатели 12% глинистого раствора.

По разжижающей способности и показателю «глиноемкость» новые составы силикатно-полимерных реагентов (силикатно-щавелевый и силикатно-адипиновый реагенты) не уступают базовой рецептуре БСР. Совместно с В.П. Изюмским, А.Г. Немцовым и В.В. Минибаевым исследованы и рекомендованы к применению композиции БСР с акриловым реагентом Праестол-2540, многофункциональной полимерной добавкой ECTABLOCK GLA (Китай) и комбинированный силикатный реагент «Polisil» производства ООО «НПК «Геохимсервис». Последний предназначен для использования в буровых растворах для горизонтального и наклонно-направленного бурения. Снижая фильтрацию биополимерного раствора Polisil повышает его рН и придает ингибирующие свойства. Содержит высокомодульное жидкое стекло, модифицированный битум, азотсодержащий полимер и корректирующие добавки. При растворении в воде Polisil образует стойкую к ионам двухвалентных металлов трехмерную структуру, предотвращающую глубокое проникновение фильтрата бурового раствора в пласт-коллектор.

По гель-технологии были получены безглинистые фосфатно-солевые буровые растворы (ФСБР) при относительно высоком содержании (более 1,5-2%) тринатрийфосфата (ТНФ). В качестве полимерных реагентов-понизителей фильтрации использовались водорастворимые эфиры целлюлозы (КМОЭЦ и Сульфацелл), Праестол. Солями - комплексообразователями служили алюмокалиевые квасцы и КАС. Положительным свойством этих растворов является то, что их можно готовить на основе минерализованных вод (рассолов хлоридов натрия, кальция и магния). Технологические показатели предлагаемых полимерных растворов отвечают требованиям строительства скважин в карбонатно-галогенных и терригенно-хемогенных отложениях при забойных температурах до 70-800С. Наиболее целесообразно их использовать при наличии рапопроявлений, когда поступающая из скважины пластовая вода содержит много ионов магния и кальция.

Гель-технологию использовали также для отверждения отработанных буровых растворов и приготовления буровых концентратов на их основе. В опытах использовались лабораторные образцы буровых растворов (глинистых и биополимерных) и пробы, отобранные из шламохранилища ОАО «Удмуртнефть». В ОБР, отобранные на разных глубинах шламохранилища, в процессе перемешивания в течение 1ч последовательно добавляли серную кислоту (10-15%) и НК (12-15%). Золь, приготовленный из верхнего слоя ОБР, перешел в гель через 1 ч 10 мин, а спустя еще 1 ч 20 мин. превратился в студень. Продолжительность застудневания самой густой пробы (УВ500 = 185 с) из нижнего слоя составило 6 ч. После застудневания образцы высушивали на открытом воздухе при температуре 20-300С или в сушильном шкафу при температуре 800С в течение 2 ч, а затем измельчали в порошок. Полученные образцы условно назвали КАСобр. и использовали как добавки в буровые растворы, компонент композиционных химических реагентов, а также в качестве гелеобразователя при отверждении осадка ОБР жидким стеклом. Экспериментально подтверждено, что КАСобр. можно успешно использовать вместо товарных солей алюминия при приготовлении гидрогелевых растворов. При этом у этих растворов зафиксированы наиболее высокие значения структурно-механических показателей (СНС1/10 более 30/40 дПа) при низкой водоотдаче (5-8 см3 за 30 мин.).

Для перевода густого осадка ОБР в твердое состояние использовали гель-технологию с применением жидкого стекла. В фарфоровой чашке готовили смесь (1), содержащую в заданной пропорции ОБР, гелеобразователь (борную кислоту, КАС). В другой емкости с помощью лабораторной мешалки готовили силикатный раствор, разбавляя водой товарное жидкое стекло (2). Затем силикатным раствором (2) «затворяли» смесь (1). Полученную высококонсистентную массу выгружали на поддоны, в которых происходило затвердевание образующегося композита. Чем тоньше слой образца, тем быстрее он сохнет. Полученные материалы, условно названные «СОБР» (сухие отработанные буровые растворы) измельчали до порошкообразного состояния и использовали как добавку к различным буровым растворам и как компонент в составе композиционных химических реагентов. Водные вытяжки из СОБР (10%) имели рН 8,5-9,2. Исследования показали, что СОБР могут быть использованы в качестве структурообразователя глинистых, безглинистых и минерализованных буровых растворов. Согласно расчетам, из 100 м3 отработанного бурового раствора может быть получено 60-65 т новых алюмосиликатных материалов: 35-40 т КАСобр.. и 20-25 т СОБР. Для этого дополнительно потребуется 8-10 т товарной серной кислоты (или 15-20 т кислотных отходов), 8-12 т нефелинового концентрата и 5-10 т жидкого стекла.

В третьем разделе диссертации приведены результаты стендовых и производственных испытаний разработанных материалов и технологий.

Производственные испытания технологий получения геля из нефелинового концентрата, а также обезвоживания отработанного бурового раствора провели на базе Апрелевского филиала ВНИГНИ. Работы проводили в двух направлениях: отработка технологии получения гелеобразующего состава (ГОС) для связывания сточной воды в отстойнике (секции шламового амбара) на буровой АО ВНИГНИ и приготовление новых композиционных химических реагентов на основе кислого алюмосиликата. Было изготовлено 0,8 м3 золя НК, одну часть которого использовали для отверждения загрязненной воды из шламового амбара на территории буровой АО ВНИГНИ, а другую – для получения КАС. Порошок последнего использован для приготовления различных буровых технологических жидкостей.

Приготовление ГОС из нефелинового концентрата в обоих случаях осуществлялось с помощью лопастной мешалки (реактора-смесителя) с максимальным рабочим объемом 1,2 м3 и скоростью вращения вала 40 об/мин, сточной воды, товарного нефелинового концентрата, 95 %-ной серной кислоты (олеума). При получении гидроизоляционного состава дополнительно использовали отработанный тосол.

В ходе натурных испытаний было установлено, что при интенсивном перемешивании в реакторе-смесителе (40 об/мин.) время начала гелеобразования существенно (в 1,5 раза) меньше, чем при использовании лабораторной мешалки пропеллерного типа. Для получения однородного геля НК вполне достаточно перемешивания компонентов смеси в течение 40 мин.

Сушка КАС осуществлялась в поддонах при температуре окружающего воздуха (20-230 С) и в сушильной камере при температуре 30-360 С. Доизмельчение сухого КАС и смешение его с другими ингредиентами при производстве комбинированных материалов осуществлялось с использованием дробилки емкостью 40 кг в закрытом проветриваемом помещении. По расчетам КАС стоит в 1,5-2 раза меньше, чем товарные алюмокалиевые квасцы.

Опытно-промышленные испытания БСР различного состава, в том числе с добавками КАС, КДС, пластификаторов на основе карбоновых кислот, провели в Западной Сибири. Борсиликатные реагенты хорошо зарекомендовали себя (более 100 скважин) как эффективные понизители структурно-механических свойств глинистых растворов, добавки, повышающие качество цементирования обсадных колонн (ОАО «Сургутнефтегаз», ООО «Сервисная буровая компания», СБК «Атолл-Бурение» и др.). Концентрация БСР в буровом растворе составляла 0,3-3%. При бурении на Приобском месторождении расход БСР составлял 0,6-0,9 м3 (скважины 5958 и 5909) и 1,5-1,6 м3 (скважины 5207 и 5337). В практически аналогичных геологических условиях на Южно-Приобском месторождении на одну скважину расходовали от 0,7 до 2 м3 борсиликатного реагента. Подтверждено, что использование БСР эффективно снижает реологические и структурно-механические показатели глинистых растворов на больших глубинах при повышенных забойных температурах, что дает возможность отказаться от применения НТФ. Имеется опыт успешного применения БСР в полимерных буровых растворах при бурении наклонно-направленных скважин и боковых горизонтальных стволов. Специалистами ОАО «СургутНИПИнефть» борсиликатный реагент рекомендован в качестве разжижителя, стабилизатора и дополнительного ингибитора бурового раствора на основе биополимера «Гаммаксан» и акрилового реагента «Праестол-2540 Н» при бурении наклонно направленных скважин с большими отходами (более 1000 м) на Рогожниковском месторождении в условиях высоких забойных температур (100-1300С) и аномальными высокими поровыми давлениями. Анализ результатов опытных работ в ОАО «Сургутнефтегаз» позволяет констатировать, что при применении БСР улучшается работа очистной системы за счет ингибирующих свойств реагента; обеспечивается длительная устойчивость глинисто-песчаных пород; не наблюдается затяжек и посадок бурильного инструмента; нет необходимости в проработке ствола скважины перед спуском обсадных колонн. Результаты промысловых испытаний позволили рекомендовать БСР для массового использования при строительстве скважин в Западной Сибири. В период с 2006 г. по 2010 г. годовой выпуск БСР различных модификаций увеличился с 26 до 2700 т. За счет изменения базового состава БСР экономия денежных средств составляет 6-9 тыс. руб. на 1 т комбинированного реагента. По данным ОАО «Сургутнефтегаз» экономический эффект от применения порошкообразного БСР в сочетании с ECTABFLOC GLA составил 56250 руб. (на одну скважину).

Реагент «Polysil» успешно испытан и рекомендован для дальнейшего испытания в составе биополимерного силикатного раствора (БПСР) для вскрытия продуктивных отложений в РУП «Производственное объединение «Белоруснефть». Бурение продуктивных отложений в скважине 53/2 Малодушинской с применением биополимерного силикатного раствора проводилось в интервале 3564-3579 м. Для проведения испытания на скважину было завезено 100 м3 БПСР, приготовленного на растворном узле. Параметры раствора имели следующие значения: - 1040 кг/м3, УВ500 - 62 с, Ф30 - 6 см3, СНС1/10 - 29/36 дПа, рН – 10. После завершения бурения использованный буровой раствор был вывезен на растворный узел для хранения и последующего повторного использования. Затраты на приготовление 1 м3 раствора БПСР составили 224,3 тыс. бел. руб. В целом экономический эффект от применения комбинированных силикатно-полимерных реагентов за 2007-2010 г.г. превысил 1,5 млн. руб.

Промысловые испытания гидроизоляционных смесей на основе НКС (нефелин + щавелевая кислота) провели в ТПП «РИТЭКБелоярскнефть» (скв. № 457/6 Сергинского месторождения) и в ОАО «СК Черногорнефтеотдача» (скв. 205 куст 1 Майского месторождения). После закачки 67 м3 ГИС в нагнетательную скважину 457/6 прорыв воды после ГРП был ликвидирован. Закачка 40 м3 в скважину 205 позволила снизить приемистость с 216 м3 /сут. до 140 м3 /сут. Был изолирован высокопроницаемый интервал 2705-2707 м. Прирост дополнительной добычи нефти за 6 месяцев составил 2122 т.

Силикатные гидрогелевые растворы рекомендованы НПО «Недра», институтам «СеверНИПИгаз» и «ВНИИгаз» для включения в проектно-сметную документацию на строительство скважин на подсолевые отложения, содержащие неустойчивые аргиллиты, в Восточной Сибири и Республике Саха (Якутия).

Основные выводы и рекомендации

1. На основании обобщения экспериментальных исследований и промысловых испытаний буровых технологических жидкостей при строительстве нефтяных и газовых скважин обоснована возможность и целесообразность применения гель-технологий для сокращения затрат времени и денежных средств на приготовление и обработку БТЖ, повышения устойчивости ствола скважин и надежности гидроизоляции поглощающих и проявляющих пластов.

2. Для бурения в терригенных отложениях разработаны комбинированные реагенты многофункционального действия на основе борсиликатных, силикатно-щавелевых и силикатно-адипиновых гелей. Борсиликатные реагенты широко испытаны в Западной Сибири.

3. Для проведения работ по изоляции поглощающих и проявляющих пластов разработана гель-технология и исследованы гидроизоляционные смеси на основе нефелинового концентрата, обеспечивающие возможность, за счет спиртовых добавок, регулировать сроки геле – и студнеобразования в широких пределах (от 1-2 ч до 2-3 суток и более). Разработаны рецептуры и способы применения ГИС.

4. Отработана технология получения и даны рекомендации по применению ксерогелей НК - кислых алюмосиликатных реагентов.

5. Усовершенствованы составы вязкоупругих смесей на основе смешанных растворов водорастворимых эфиров целлюлозы и лигносульфонатов.

6. Экспериментально показана возможность использования гель-технологии отверждения отработанных буровых растворов.

7. Разработаны новые кремнегелевые материалы – комбинированные химические реагенты на основе отработанных буровых растворов, предназначенные для приготовления и обработки буровых технологических жидкостей. Даны рекомендации по их рациональному применению.

8. Стендовые и полигонные испытания подтвердили результаты лабораторных исследований: возможность использования гель-технологии для получения гидроизоляционных составов, новых химических реагентов серии «КАС» и утилизации сточных вод.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Грязнов И.В. Гель-технологии в процессах строительства и капитального ремонта скважин: Монография. – М.: ООО «Ол Би Принт», 2011. - 71 с.

2. Грязнов И.В. Применение гель-технологий для повышения эффективности строительства скважин. – Сборник тезисов VIII Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 80-летию РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина. - 2010.

3. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Изюмский В.П., Иванов Ю.А. Применение гель-технологий для получения буровых технологических жидкостей // Газовая промышленность. – 2009. - № 11(638). - С. 58-61.

4. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Изюмский В.П., Иванов Ю.А. Гель-технологии для получения буровых технологических жидкостей // Нефть, газ и бизнес. – 2010. - № 3. – С. 70-75

5. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Иванов Ю.А., Зотов В.А. Отработанные буровые растворы как материал для приготовления буровых технологических жидкостей // Нефтяное хозяйство. – 2010. - № 5. - С. 62-64

6. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Иванов Ю.А., Изюмский В.П. О расширении сырьевой базы производства химических реагентов для строительства скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2010. - № 9. - С. 33-37.

7. Минибаев В.В., Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Изюмский В.П., Иванов Ю.А. Разработка и опыт применения кремнегелевых реагентов и буровых растворов // Бурение и нефть. – 2010. - № 2. - С. 47-48.

8. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Иванов Ю.А. Гелеобразующие составы на основе водорастворимых эфиров целлюлозы. / Эфиры целлюлозы и крахмала, другие химические реагенты и материалы в эффективных технологических жидкостях для строительства, эксплуатации и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин: - Материалы XIV Международной научно-практической конференции. - 2010. – Владимир. - ВлГУ. - С. 177-184.

9. Грязнов И.В., Изюмский В.П., Коновалов Е.А., Иванов Ю.А. Применение гель-технологий для повышения качества и надежности строительства и капитального ремонта скважин // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. – 2011. - № 2. - С. 60-62

10. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Буток О.Е., Балаба В.И. Гидроизолирующий состав и способ получения гидроизолирующего состава // Патент РФ на изобретение № 2430946.

11. Балаба В.И., Грязнов И.В, Коновалов Е.А. Практическая реализация концепции трансформируемых буровых технологических жидкостей // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. – 2011. - № 4. – С. 63-66.

Соискатель И.В. Грязнов



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.