Буровые растворы
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
Успешное проведение буровых работ с минимальными затратами в значительной мере зависит от качества бурового раствора и, в частности, глинистых растворов на водной основе, составляющих свыше 90 % от общего объема используемых буровых растворов.
В числе прочих показателей качество глинистых растворов характеризуется их выходом из 1 т глинопорошка (м3/т). Чем выше выход, тем ниже плотность бурового раствора, тем выше скорость бурения, ниже износ оборудования на погонный метр скважины, меньше потребность в глинопорошке и в итоге — существенное снижение стоимости проходки скважины.
Заметное повышение скорости бурения происходит при выходе раствора свыше 12 м3/т. Такой выход могут дать только бентонитовые глины.
Существующие технические средства — глиномешалки, фрезерноструйные мельницы, гидросмесители и др. — позволяют в условиях буровой установки приготовить из 1 т бентонитовых глинопорошков высших сортов до 5-6 м3 бурового раствора, а из палыгорскитовых — до 3-4 м3.
ВОЗМОЖНОСТИ
В ОБЛАСТИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
В НПО «Хаймек» разработана технология приготовления буровых растворов, позволяющая получать из 1 т бентонитовых глинопорошков Черкасского месторождения до 24 м3 бурового раствора.
Реализацию данной технологии обеспечивают установки диспергирующие УД-1М и УД-2М, которые с 1999 г. поставлены на серийное производство.
Установки являются новым видом промышленной продукции, содержащей оригинальные решения, которые в настоящее время патентуются в Украине и странах СНГ.
НАЗНАЧЕНИЕ:
Установки диспергирующие УД-1М и УД-2М предназначены для приготовления буровых растворов из бентонитовых и палыгорскитовых глинопорошков, восстановления утративших вязкостные свойства буровых растворов и приготовления водных растворов КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза).
Установка УД-1М |
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ:
Установка УД-1М состоит из бункера для глинопорошка, дозатора для дозированной подачи глинопорошка из бункера в смеситель, смесителя для смешивания глинопорошка с водой, двухступенчатого диспергатора для диспергирования глины в водной среде с образованием готового к использованию бурового раствора, двух насосов для подачи воды в установку и перекачки приготовленного бурового раствора в циркуляционную систему буровой установки и пусковой, регулирующей и контрольно-измерительной аппаратуры. Установка работает как самостоятельный агрегат по приготовлению раствора. По своим габаритам установка может перевозиться в кузове автомобиля типа КрАЗ. Устанавливается на грунт возле буровой установки. Для перегрузки глинопорошка из контейнера (вес — 1 т) в бункер используется автокран.
Установка УД-2М является упрощенным вариантом установки УД-1М и состоит из одноступенчатого диспергатора, одного насоса и пусковой и контрольно-измерительной аппаратуры и работает совместно с имеющейся на буровой установке глиномешалкой или другим смешивающим устройством.
Установка УД-2М |
Принцип работы установок состоит в следующем. Глинопорошок дозированными порциями загружается в смеситель (в УД-1М) или глиномешалку (в УД-2М) и смешивается с водой. Полученная после смешивания механическая смесь глины с водой прокачивается через диспергатор с образованием готового к использованию бурового раствора. В установке УД-1М процессы смешивания и диспергирования идут непрерывно. В установке УД-2М — прерывно: вначале — смешивание, а затем — диспергирование.
При приготовлении водного раствора КМЦ в смеситель (глиномешалку) вместо глинопорошка загружается КМЦ.
При восстановлении буровых растворов в смеситель(глиномешалку) вместо воды закачивается утративший свои первоначальные вязкостные свойства буровой раствор и в него в зависимости от степени утраты вязкостных свойств добавляется при перемешивании 50-80кг/м3 глинопорошка.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВОК:
№ |
Наименование параметров |
Ед. изм. |
Тип установки |
|
УД-1М |
УД-2М |
|||
1. |
Производительность: |
|
|
|
|
- по приготовлению и восстановлению буровых растворов |
м3/ч |
до 35 |
до 8 |
|
- по приготовлению раствора КМЦ |
м3/ч |
до 12 |
до 6 |
2. |
Установленная мощность |
кВт |
30 |
18,5 |
3. |
Масса |
кг |
1800 |
850 |
4. |
Габариты (l´b´h) |
м |
4´2,1´2,8 |
2,4´1,5´2,2 |
КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
По приготовлению буровых растворов. Выход раствора: из бентонитовых глинопорошков (бентонит черкасский кальциевый) — 12-18 м3/т, из палыгорскитовых глинопорошков (палыгорскит черкасский) — 7 м3/т. Условная вязкость растворов — 25 с. Водоотдача соответственно 10-15 и 18-20 см3/30мин. При уменьшении выхода раствора возможно получение пастообразных растворов с условной вязкостью 60-100 с и до н/т. Приготовленные с использованием установок буровые растворы характеризуются высокими вязкопластическими и структурообразующими свойствами, превышающими нормативные требования.
По восстанавливаемым буровым растворам. Без добавления в раствор глинопорошка условная вязкость раствора повышается на 4-8 с за счет наличия в растворе остатков не скоагулированных тонкодисперсных фракций глины. При добавлении в раствор глинопорошка в количестве 50-80 кг/м3 восстанавливаются вязкопластические свойства раствора и снижается его водоотдача до уровня нормативных требований.
По приготовлению водного раствора КМЦ.При приготовлении 0,5 % водного раствора из КМЦ марки «Финфикс» условная вязкость раствора достигает 23 с при указанной выше производительности установок.
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Промышленные испытания установок прошли в 1997-1998 гг. при бурении на газ эксплуатационных скважин № 111 «Куличихинская», № 70 «Валюховская», № 55 «Восточно-Полтавская» Полтавского УБР и № 93 «Роспашная» Крестищевского УБР (все Украина). Испытания проводились при бурении скважин в разных горно-геологических условиях и в том числе при бурении отложений натриевой соли с включением линз бишофита — 1100 м (скв. № 55) и чисто натриевой девонской соли — 1931 м (скв. № 93).
Для бурения солевых пластов использовался буровой раствор на основе палыгорскитовых глин без применения добавок. Раствор периодически восстанавливался и по мере углубления скважины пополнялся новым раствором.
На скважине № 93 весь период бурения по соляному пласту поддерживалась условная вязкость раствора 35-50 с при этом СНС (СНС1/СНС10) составляло 25-40/50-70 мГ/см2. Соляное отложение (1931 м) было пробурено за 60 календарных дней без каких-либо осложнений. Расход глинопорошка на этом интервале бурения был в среднем на 45 т меньше, чем на ранее пробуренных в аналогичных условиях скважинах № 90 и № 91 «Роспашная». Существенно увеличилась скорость бурения и значительно уменьшился износ бурового инструмента.
На скважине № 55 в связи с газовыми проявлениями использовался утяжеленный (1,73 т/м3) баритом буровой раствор. Реологические характеристики раствора поддерживались примерно такими же, как и на скважине № 93, что дало возможность на интервале бурения по солевому отложению (1100 м) уменьшить расход глинопорошка на 15 т и барита на 30 т в сравнении с предусмотренным проектом.
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
Подтвержденный годовой экономический эффект от использования установки УД-2М составляет 21 000 $.
Около 60 % суммы составляет экономический эффект от использования установки на ликвидации аварий по внезапному поглощению раствора в скважине.
НАШИ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
НПО «Хаймек» предлагает поставку установок диспергирующих УД-2М и обеспечивает их сервисное обслуживание.
НПО «Хаймек» также предлагает совместно с поставкой установок и поставку бентонитовых и палыгорскитовых глинопорошков с гарантированным высоким выходом бурового раствора, требуемого качества.
Стоимость 1 т глинопорошка (в контейнерах):
– бентонитового с выходом до 22 м3/т — 120-150 $ USA;
– палыгорскитового с выходом до 12 м3/т — 150-170 $ USA;
Стоимость установок диспергирующих:
– УД-2М — 8 000 $ USA;