ООО НПП «Буринтех

Сервис буровых растворов
ООО НПП «БУРИНТЕХ»
ООО НПП «Буринтех»
Служба буровых растворов ООО НПП «БУРИНТЕХ»
Служба буровых растворов ООО НПП «БУРИНТЕХ» была создана
в ноябре 2005г.
В своем составе она имеет:
- Лабораторию буровых растворов в г. Уфе, оснащенную
оборудованием для ведения исследовательских работ по созданию
рецептур и контролю качества буровых растворов, химических
реагентов для бурения, укомплектованную штатом сотрудников с
инженерно-химическим образованием.
- Штат специалистов по буровым растворам с высшим горным
образованием, имеющих опыт работы в полевых условиях
Западной Сибири.
Для работы инженеры-технологи по буровым растворам
оснащены средствами связи, СИЗ, оргтехникой, полевыми
лабораториями фирмы «OFITE».
Сервисное сопровождение осуществляется на буровых растворах
собственных рецептур из реагентов собственной поставки.
Центральная лаборатория буровых растворов
ООО НПП «Буринтех»





Работа центральной лаборатории буровых растворов ООО НПП
«Буринтех», оснащенной импортным и отечественным
оборудованием, позволяет проводить исследования:
по входному контролю качества реагентов;
по эффективности применения различных концентраций реагентов,
по разработке подходящих рецептур для различных заказчиков и
различных условий бурения;
по внедрению в работу новых технологий бурения скважин в области
буровых растворов.
Высококвалифицированный персонал лаборатории проводит
обучение молодых специалистов профессиональным навыкам.
Аналитическая работа Службы буровых растворов
ООО НПП «БУРИНТЕХ»
Ведётся постоянный анализ применяемых технологий
приготовления и управления параметрами буровых
растворов, а также разработка и внедрение новых технологий
в области буровых растворов
Ведётся постоянный анализ поступающей с буровых
информации о применении собственных буровых растворов с
целью оптимизации их рецептур и улучшения технологичности
их применения
Отрабатываются наилучшие комбинации различных
элементов оборудования системы очистки буровых
растворов, и выносятся требования к работоспособности
последнего
Ведётся постоянный анализ современных применяемых
технологий, и отслеживание современных тенденций в
области инженерно-технологического сопровождения
строительства скважин по буровым растворам.
Оперативная работа службы буровых растворов
ООО НПП «БУРИНТЕХ»
Получение данных по объекту
работ
Анализ данных
Определение системы бурового
раствора. Разработка рецептуры.
Составление «Программы
промывки скважины»
Аудит циркуляционной системы и
системы очистки на объекте
Работа на объекте
Сервисное
инженерно-технологическое
сопровождение
буровых растворов компании ООО НПП Буринтех подразумевает
комплекс мероприятий, необходимых для эффективной работы
долотами типа РСД (PDC), и учитывает связанные с этим особые
требования к параметрам бурового раствора.
А именно способности раствора эффективно выносить шлам из
кольцевого пространства, удерживать его в статическом состоянии
раствора и легко освобождаться от него на «дневной» поверхности. Эти
свойства обеспечиваются жестким контролем реологических параметров
бурового раствора.
Данные особенности при строительстве скважин предъявляют
повышенные требования к качеству промывочной жидкости,
технологических операций и общей организации работ в целом.
Бурение боковых стволов и горизонтальных
участков
– Биополимерный полисахаридный ингибированный карбонатный
– Ингибированный полимер-калиевый карбонатный
БИКАРР Ф
БИКАРР
Ингибитор – формиат
натрия (НСООNa)
Ингибитор – хлористый
Крахмал
модифицированный
Биополимер
Бактерицид
Сода кальцинированная
Каустическая сода
Мраморная крошка
ПАВ
Смазочная добавка
Пеногаситель
калий (КСl)
SAC LR
SAC LC
Биополимер
Бактерицид
Сода кальцинированная
Каустическая сода
Мраморная крошка
ПАВ
Смазочная добавка
Пеногаситель
Выбор ингибитора
В качестве ингибитора данного типа раствора нами
используется как традиционно применяемый хлористый калий,
так и неагрессивный электролитический ингибитор- формиат
натрия, который обладает требуемыми ингибирующими
свойствами при относительно небольших его концентрациях,
также он является консервантом-термостабилизатором, что
актуально в районах работ, где наблюдаются высокие пластовые
температуры.
Ингибирующая способность (L,мм) и
Электрическое сопротивление (R, Ом*м)
L мм, R Ом*м
7
6
5
формиат натрия- R
4
формиат натрия - L
3
KCl - R
KCl - L
2
1
0
0
1
2
3
4
5
Концентрация ингибитора, %
6
Изменение поверхностного натяжения от
компонентного состава
фильтрат+0,2%ПКД+4%KCl
25,14
17,39
46,95
41,52
36,63
42,06
0
10
20
30
эрг/см2
40
фильтрат+0,2%ПКД+0,7%
формиат
дистилир. вода+4%КСl
дистил. вода+0,7%формиат
фильтрат +0,7%формиат
фильтрат +4%КСl
50
Преимущества применения в качестве
ингибитора бурового раствора –
формиата натрия
 Отсутствие коррозии внутрискважинного оборудования
(пресный буровой раствор);
 Предотвращение набухания активных глин коллектора при более
низких концентрациях, скорость увлажнения глин в растворе
формиатов в 3 раза ниже, чем у «хлоркалиевых» растворов;
 Полное отсутствие образования осадка при взаимодействии с
пластовыми водами;
 Качественное проведение ГИС (УЭС ≈1 Ом*м)
 Экологическая безопасность в эксплуатации, что дает
возможность применять предлагаемый состав в природоохранных
зонах;
Применено комплексное ингибирование
Предложен неагрессивный электролитический ингибитор,
который обладает нужными ингибирующими свойствами при
относительно небольших его концентрациях, что обеспечивает
увеличение электрического сопротивления бурового раствора,
помимо хорошей ингибирующей способности формиаты
являются консервантами–термостабилизаторами, поэтому
применение формиата натрия стало актуально в данном районе
работ, где пластовые температуры достигают 125°С.
Данный ингибитор применяется нами в комплексе с ПКД515, который представляет собой гармонично сочетающуюся
композицию неионогенного ПАВ, азотосодержащей добавки и
растворителя; предназначен для снижения негативного влияния
буровых растворов и других технологических жидкостей на
проницаемость продуктивных горизонтов за счет уменьшения
поверхностного натяжения на границе раздела «фильтратпластовый флюид».
Системы раствора БИКАРР Ф и БИКАРР
Свойства
Область применения
 Нелинейный реологический профиль
 Прекрасное качество очистки ствола скважины
от выбуренного шлама
 Мгновенное образование прочной
тиксотропной структуры с высокими
показателями СНС при остановке циркуляции
 Легкость разрушения структуры
 Минимальная эрозия стенок скважины и
вероятность кавернообразования
 Легкая очистка от выбуренного шлама
 Высокая ингибирующая способность
 Тонкая плотная фильтрационная корка
 Хорошее качество первичного вскрытия
 Термостабильность - 150°С
 Хорошее качество проведения ГИС (УЭС ≈ 1
Омм -БИКАРР F)
 Хорошие технико-экономические показатели
 Эффективно противостоит потерям и
поглощениям раствора в трещиноватых
горизонтах
 Экологически безопасный раствор (низкая
токсичность -БИКАРР F)
 Фрезерование
 Бурение боковых стволов
 Бурение горизонтальных
участков
 Бурение скважин
большого диаметра
 Применение в
природоохранных зонах
Системы раствора БИКАРР Ф и БИКАРР
применяются при бурении боковых стволов в районе
деятельности ОАО «ТНК-Нягань», где получены
следующие результаты:
Количество скважин
15
Средняя коммерческая скорость, м/ст. месяц
Средняя механическая скорость, м/час
Сопровождение ООО НПП «БУРИНТЕХ», м
3490,6
6,2
4539,9
Системы для бурения наклонно-направленных,
пологих (субгоризонтальных) нефтедобывающих и
нагнетательных скважин
ООО НПП «БУРИНТЕХ» применяет системы бурового раствора ФОРМИАПАК,
Ф_СТАГ, ИПАК.
Бурение на месторождениях Западной Сибири, имеет ряд особенностей
обусловленных горно-геологическими характеристиками разреза. А именно:
- наличие в верхних интервалах молодых слабосцементированных глин, дающих
в процессе бурения интенсивную наработку глинистой фазы и склонных к текучести и
выпиранию;
- продуктивные пласты отличаются высокой заглинизированностью, сравнительно
низкой проницаемостью.
Поэтому для безаварийной проводки скважины предполагаются к
использованию системы бурового раствора Формиапак, Ф_СТАГ, ИПАК.
При предъявлении особых требований со стороны Заказчика к вскрытию
продуктивных пластов предлагается использовать буровой раствор системы
Формиапак, ИПАК где в рецептуру включена высокоочищенная полианионная
целлюлоза с высоким и средним молекулярным весом, с различным типом
ингибитора.
Если на скважинах предусмотрено ГРП и со стороны «Заказчика» не
предъявляются повышенные требования к вскрытию п/п предусматривается
применение бурового раствора система Ф_СТАГ, где применяются акриловые
полимеры.
Системы раствора Формиапак, ИПАК, Ф_СТАГ
Свойства
 Нелинейный реологический профиль
 Прекрасное качество очистки ствола скважины от
выбуренного шлама
 Мгновенное образование прочной тиксотропной
структуры с высокими показателями СНС при
остановке циркуляции
 Легкость разрушения структуры
 Минимальная эрозия стенок скважины и
вероятность кавернообразования
 Легкая очистка от выбуренного шлама
 Высокая ингибирующая способность
 Тонкая плотная фильтрационная корка
Хорошее качество первичного вскрытия
(Формиапак)
 Термостабильность - 150°С
 Хорошее качество проведения ГИС (УЭС ≈ 1
Омм)
 Хорошие технико-экономические показатели
 Экологически безопасный раствор (низкая
токсичность)
Область применения
 Бурение наклоннонаправленных скважин
 Бурение субгоризонтальных
скважин
 Бурение скважин большого
диаметра
 Применение в
природоохранных зонах
Системы раствора Формиапак,ипак
Ф_СТАГ
ФОРМИАПАК
Ф_СТАГ
Ингибитор – формиат
натрия (НСООNa)
ИПАК
Ингибитор – хлористый
калий (КСl)
ПАЦ-ВВ
ПАА
ПАЦ-ВВ
ПАЦ-НВ
ГПАА
ПАЦ-НВ
Биополимер
Биополимер
Биополимер
Карбонат кальция
Карбонат кальция
Карбонат кальция
Регулятор рН
Регулятор рН
Регулятор рН
Разжижитель
Разжижитель
Разжижитель
ПАВ
ПАВ
Смазочная добавка
Смазочная добавка
ПАВ
Смазочная добавка
Основными особенностями применяемых ООО НПП
«БУРИНТЕХ» растворов, определяющими их
успешное применение для целей бурения, являются:
Особенности
Обоснование
Псевдопластичные свойства, благодаря которым
полимерные растворы обладают хорошей очистной,
несущей (транспортирующей) и удерживающей
способностью.
Это обеспечивается тем, что при малых скоростях сдвига, имеющих
место в затрубном пространстве скважин, вязкость полимерных
растворов во много раз превышает вязкость воды, а при высоких
скоростях сдвига, характерных для промывочных каналов долот, их
вязкость близка к вязкости воды.
Способность создавать на стенках скважин
тонкую малопроницаемую полимерную пленку,
препятствующую проникновению фильтрата в поры
горных пород.
Это
обусловлено
проявлением
полимерными
растворами
полиэлектролитных свойств, обеспечивающих, благодаря наличию
зарядов, адсорбцию молекул полимера на стенках скважин, а также
на частицах выбуренных пород.
Последнее, т.е. адсорбция
молекул полимера на частицах выбуренных пород, обеспечивает
улучшение очистки бурового раствора от шлама вследствие
процесса флокуляции.
Ингибирующая способность это способность
бурового раствора предупреждать или замедлять
деформационные процессы в околоствольном
пространстве скважины (кавернообразование, сужение
ствола и т.п.), представленном
легкогидратирующимися, набухающими и
размокающими глинистыми породами.
В качестве ингибитора применяется, как повсеместно используемый
хлористый калий, так и внедренный формиат натрия –натриевая
соль муравьиной кислоты.
(катионы К+ проникают в межпакетное пространство
монтмориллонита и предотвращают его гидратацию и набухание.)
Длинноцепочечные
полимеры
обладают
уникальной способностью снижать гидравлические
сопротивления при турбулентном режиме течения.
Экспериментально установлено, что добавки ВМВ позволяют
снизить гидравлические сопротивления по сравнению с водой на 80
%. (эффект Томса, 1949 г.).
Интенсифицирование процесса
разрушения горных пород на забое
(увеличение механической скорости).
В процессе бурения горная порода в зоне контакта с долотом
покрывается сетью макро- и микротрещин, которые после снятия
нагрузки смыкаются и таким образом, работа затраченная, на их
образование в последующем не используется для облегчения
разрушения горных пород. При адсорбции ПАВ на поверхности
таких микротрещин, их смыкание предотвращается, обеспечивая
тем самым как бы понижение прочности горных пород в зоне
предразрушения (эффект П.А. Ребиндера, 1928 г.).
Также псевдопластичные свойства раствора,
минимальное
содержание твердой фазы, химическая нейтральность по
отношению к разбуриваемым породам и т.д.
Снижение силы трения между
стенками
скважины
(аксиальное
трение) и бурильными трубами, а также
износ последних.
Материал бурильных труб и горные породы гидрофобны, поэтому
молекулы ПАВ адсорбируются на них своими гидрофобными
(углеводородными) частями. Образующиеся в результате граничные
пленки («молекулярный ворс») способны значительно уменьшить
трение и износ контактирующих в скважине поверхностей.
Повышения износостойкости
породоразрушающего инструмента
За счет применения ПАВа и образования аналогичной граничной
пленки на вооружении и малого содержания твердой фазы
Достоверность ГИС
ингибитор –формиат натрия обеспечивает УЭС ≈1 Ом*м.
Повышенная термостабильность,
актуально в районе работ, где
наблюдаются аномально высокие
пластовые температуры
Применяемый ингибитор также является консервантом–
термостабилизатором, поэтому применение формиата натрия стало
актуально в данном районе работ, где пластовые температуры
достигают 125°С.
Экологическая безопасность в
эксплуатации
Полимерные компоненты бурового раствора подвержены полной
биодеструкции Применяемый ингибитор относится в III классу
опасности «Малотоксичные вещества»
ТРЕБОВАНИЯ К ОБВЯЗКЕ ЦИРКУЛЯЦИООНОЙ
СИСТРЕЫ И СИСТЕМЕ ОЧИСТКИ БУРОВОГО
РАСТВОРА
Самая распространенная причина низкого качества
бурового раствора – низкое качество очистки.
Неконтролируемая наработка твердой фазы
приводит к росту плотности и вязкости раствора,
которые, в свою очередь ведут к снижению скорости
проходки, увеличения риска дифф. прихватов и
поглощений.
Рекомендуемая принципиальная схема обвязки
циркуляционной системы Рис№1.
Для бурения используется 4-ех ступенчатая
система очистки,
Рекомендуемая обвязка циркуляционной системы
2
5
3
1
4
8
6
1 – Регулируемое линейное
вибросито
2- Ситогидроциклонная установка.
3 – Центрифуга с гидроприводом
4 – Питающий насос центрифуги
5 – Питающие насосы ШН-150
6 – Блок приготовления раствора
7 – Смесительные гидроворонки
8 - Питающие насосы ШН-250
7
I ступень -вибросита
Для эффективной очистки бурового раствора необходимо иметь минимум
3 вибросита (в т.ч. одно «осушающее»).
Т.к. первая ступень является определяющей необходимо использовать
вибросита импортного производства (Derrick, Swaco), которые
обеспечивают удаление частиц >74мкм.
 Необходимо иметь достаточное количество вибросит для обеспечения
пропускной способности (18-22 л/с на вибросито).
 Подводящий желоб вибросит должен обеспечивать равномерное
распределение бурового раствора на все вибросита.
 Обязательно соблюдение горизонтальности установки оснований вибросит
во время монтажа и после каждой передвижки бурового станка.
 Подбор сеток необходимо производить, ориентируясь на следующее –
заполняемость раствором рабочей поверхности вибросита должна
составлять 75-80%. По возможности, необходимо оборудовать вибросита
одним типоразмером сеток.
 Недопустимо чрезмерное накопление шлама в поддоне вибросит, т.к. при
соприкосновении с ним нарушается амплитуда колебаний виброрамы.
 Для промывки сеток использовать эффективную мойку высокого давления
с низким расходом воды. Недопустимо очищать сетки орудиями с твердой
поверхностью (скребки, лопаты и т.д.).

II ступень пескоотделитель






При бурении верхних интервалов большое значение имеет
контроль над содержанием песка в растворе. При работе
пескоотделителя требуется удаление
74мкм>частицы>40мкм.
Диаметр конуса определяет производительность обработки
и границу отделения фракций.
Производительность гидроциклона должна быть в 1,5 раза
выше максимальной скорости циркуляции.
Необходимо иметь насадки всех типоразмеров.
Подобрать оптимальный диаметр и длину приемной линии
таким образом, чтобы обеспечить максимальную скорость
жидкости (2,5-3м/с).
Минимизировать протяженность приемной линии.
Минимизировать количество колен, переходников, запорной
арматуры и т.д.
III ступень - илоотделитель




При бурении средних и нижних интервалов для
контроля над содержанием инертной твердой
фазой необходима эффективная работа
илоотделителя.
Удаление 40мкм> частицы >25мкм.
Производительность илоотделителя должна
быть в 1,5 раза выше максимальной скорости
циркуляции.
Необходимо иметь насадки всех типоразмеров.
Минимизировать протяженность приемной
линии.
Минимизировать количество колен,
переходников, запорной арматуры и т.д.
IV ступень - центрифуга
При бурении средних и нижних интервалов для
контроля над содержанием активной твердой
фазы необходима эффективная работа
центрифуги. Удаление 25мкм> частицы >6мкм.
Производительность центрифуги должна быть не
менее 8м3/ч.
Разность плотностей на входе и выходе из
центрифуги должна быть не менее 0,04г/см3.
Минимизировать протяженность приемной линии.
Минимизировать количество колен, переходников,
запорной арматуры и т.д.
Скорость проходки
скорость проходки
Плотность необходимая для удержания пластового давления
5% превышающая необходимую
10% превышающая необходимую
20% превышающая необходимую
плотность раствора
Преимущества контроля содержания твердой
фазы.
 Улучшение качества бурового
раствора.
 Снижение конечной стоимости
раствора.
 Увеличение скорости проходки.
 Снижение риска дифф. прихватов.
 Снижение риска поглощений.
 Снижение конечного объема отходов.
Почему сервис растворов необходим при отработке долот
ООО НПП «БУРИНТЕХ»
Сервисное сопровождение включает оказание услуг по
инженерно-технологическому сопровождению собственного бурового
раствора, удовлетворяющего потребности «Заказчика», отвечает как
требованиям международных стандартов (ИСО серии 10414-1), так и
национальным (ГОСТ Р ИСО 9001-2001) при бурении и капитальном
ремонте скважин.
Привлечение специалистов ООО НПП «Буринтех» не только
позволяет значительно сократить время спуско-подъемных операций,
повысить среднюю механическую скорость бурения скважины,
увеличить среднюю проходку на долото, но также позволит избежать
ряд нежелательных факторов ведущих к осложнениям со стволом
скважины.