Добавки для буровых растворов
Бурение нефтяных скважин - наиболее важный этап в нефтяной отрасли. Для выполнения буровых работ с целью создания глубоких скважин и добычи нефти необходимо использовать буровые растворы различного состава. Буровой раствор применяется для очистки забоя скважины, переноса буровых каротажей на поверхность, охлаждения и смазки бура, футеровки стенки скважины и предотвращения ее разрушения, контроля подземного давления и для некоторых других целей.
Особенности бурового раствора
Большинство проблем, возникающих при бурении, связаны с типом и составом бурового раствора, поэтому правильный выбор бурового раствора (типа и состава) приводит к успеху процесса бурения. В нефтегазовой отрасли используются три типа буровых растворов, которые различаются по способу применения и составу:
- нефтяные,
- водные,
- газовые.
Водный раствор содержит глину, утяжелители и специальные химические вещества в водной фазе. С другой стороны, нефтяной раствор содержит углеводородную фазу с минерализованной фазой воды с глиной, утяжелителями и другими добавками.
Свойства буровых растворов контролируются по ключевым показателям, таким как плотность, вязкость, реология, включая пластическую вязкость, предел текучести, прочность геля, фильтрация и pH.
Одной из основных задач бурового раствора является контроль давления жидкости в пласте и предотвращение падения скважины. Агенты для контроля веса бурового раствора добавляются к буровым растворам на водной и нефтяной основе для создания гидростатического давления, превышающего давление пласта. В принципе, для увеличения плотности в раствор можно добавить любое вещество тяжелее воды. Однако оно не должно влиять на свойства бурового раствора. Помимо факторов химической инертности и удельного веса, в выборе материала в качестве утяжелителя участвуют и другие факторы, такие как доступность материала в необходимом количестве, легкость дробления и т.д.
Утяжелители
Утяжелитель - это материал, который используется в качестве добавки для буровых растворов для увеличения плотности бурового раствора за счет суспендирования или растворения. Основной функцией утяжелителя является контроль пластового давления путем создания достаточного гидростатического давления, которое обеспечивало бы устойчивость скважины, снижало объем потерь жидкости в пласте за счет образования фильтрационной корки на стенках скважины, а также увеличивало скорость проникновения.
Плотность бурового раствора должна не быть слишком высокой, чтобы избежать потери циркуляции, которая вызывает повреждение пласта при повышении гидростатического давления выше, чем давление разрыва, но в то же время плотность не должна быть слишком низкой, чтобы оставаться в перевесе ситуации, чтобы предотвратить гидравлический удар и выброс.
Барит (BaSO4) отличается своей инертностью. Он откладывается в земной коре в результате многих процессов, таких как гидротермальные, биогенные и испарение, и содержится в осадочных породах, особенно в известняках, в отложениях горячих источников и с гематитовой рудой. Это тяжелый агент, который транспортируется в виде мелкого порошка, что позволяет легко его перерабатывать. Он легко смешивается с буровым раствором и обладает способностью значительно утяжелять его. Однако буровой раствор, приготовленный с утяжелителем «барит», имеет основной недостаток - кислотная нерастворимость.
Сидерит (FeCO3) представляет собой чистый карбонат железа, который обычно образуется в гидротермальных жилах, связанных с галенитом, баритом и другими. Он сформировался в песчаниках и сланцах и содержится в земной коре на небольшой глубине. Сидерит имеет более высокую плотность, чем карбонат кальция, и хорошо растворяется в муравьиной и соляной кислотах. Для добавления в раствор используют порошок. Буровые растворы, содержащие карбонат железа, не повреждают формацию из-за его кислотной растворимости.
Опубликовано 26.09.2023 13:48