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).

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.

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:

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;