Телефоны: +7 499 236 04 16, +7 499 236 05 44, +7 499 236 08 73

 Сегодня, когда добыча нефти осуществляется во все более сложных горно-геологических условиях, принципиальное значение получают вопросы внедрения новых технологий, обеспечивающих наращивание дебита скважин, особенно за счет качественного вскрытия продуктивных пластов.

  К сожалению, до недавнего времени одна из таких технологий - применение бурового раствора на углеводородной основе (РУО), в частности, с использованием органобентонита, - была обделена вниманием буровиков. Если в США доля использования РУО в буровых и промысловых работах составляет 17%, то в России она не превышает 0,5%. До недавнего времени такое отставание во многом объяснялось отсутствием производства российского органобентонита и дороговизной импортных аналогов. Сегодня, когда отечественное производство налажено, самое время предложить нефтяникам и газовикам данный буровой раствор, ведь именно он обеспечивает сохранение максимальной проницаемости продуктивного пласта при бурении и дает целый ряд вспомогательных эффектов.

 При использовании для вскрытия продуктивных пластов буровых растворов на водной основе, как правило, наблюдается ухудшение коллекторских свойств пласта, происходит как бы "затирание капилляров" буровым раствором, снижается его естественная проницаемость. Это объясняется кальматацией пор пласта глинистыми частицами из бурового раствора, а также набуханием глинистого материала самого пласта в результате взаимодействия его с фильтратом глинистого или полимерного раствора. Кроме этого, взаимодействие вышеуказанных фильтратов с пластовыми водами приводит к образованию нерастворимых или плохо растворимых осадков типа Fe(OH)3, CaCO3, Ca(OH)2 и др. Негативное воздействие на пласт буровых растворов на водной основе подтверждается и многочисленными исследованиями таких авторитетных российских институтов, как ВНИИБТ, РГУНиГ им. И.М.Губкина, ЗапСибБурНИПИ, БашНИПИнефть и др. В частности, уже доказано, что при наличии 2-3% глинистого материала в коллекторе его набухание при взаимодействии с водой может привести к снижению дебита скважин на 30-40%, а если содержание глинистого материала превышает 6% - призабойная зона может полностью закупориться.
Эволюция растворов
 Требованиям, обеспечивающим высокое качество вскрытия продуктивных пластов, удовлетворяют растворы на углеводородной основе (РУО). Использование РУО позволяет практически полностью исключить снижение нефтепроницаемости призабойной зоны скважины, поскольку несущей фазой этих растворов являются углеводороды, по физико-химическим свойствам родственные углеводородному флюиду, насыщающему продуктивный пласт, и, следовательно, не образующие при их взаимодействии малоподвижных смесей, блокирующих поровое пространство призабойной зоны скважины.
Как известно, первые РУО готовились на основе сырой нефти и характеризовались высокой пожароопасностью, неудовлетворительными реологическими характеристиками, дороговизной, негативным воздействием на окружающую среду.
 Качественный скачок произошел, когда вначале за рубежом, а потом и в бывшем Советском Союзе, были разработаны и применены инвертные эмульсионные буровые растворы (ИЭР, ВИЭР и т.д.), на которых в СССР в 70-х - начале 90-х годов прошлого века были пробурены многие сотни нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин. В составе этих растворов дисперсионной средой было дизельное топливо или нефть, дисперсной фазой - минерализованная вода, эмульгатором являлся эмультал, а структурообразователем - окисленный петролатум. Однако этот РУО имел существенные недостатки: низкую термостойкость (до 90°С) и невысокие структурно-механические свойства.
Значительный прогресс в использовании РУО наметился в последние годы с налаживанием промышленного производства отечественного органофильного бентонита (органобентонита), являющегося наиболее эффективным структурообразователем и регулятором реологических свойств РУО и одновременно придающего им высокую термостойкость и ряд других положительных свойств.

Бурить без проблем
 В настоящее время для решения проблем качественного вскрытия продуктивных пластов с целью сохранения их исходных коллекторских свойств целесообразно применять именно отечественный РУО с органобентонитом, который, в отличие от зарубежных аналогов, значительно дешевле и имеет малокомпонентный состав, что, в свою очередь, еще больше снижает его стоимость (см. "Состав типичного зарубежного РУО"). В нем более выгодное соотношение фаз (меньше углеводородного компонента и больше воды) при гораздо меньшем расходе органобентонита. Указанный РУО быстро готовится в условиях буровой (так, на месторождениях Красноярского края для приготовления 100 м3 раствора было затрачено всего 9 часов!), легко прокачивается и хорошо очищается от выбуренной породы; его реологические параметры хорошо регулируются в процессе бурения скважины.
 Как показывает практика, применение указанного бурового раствора может дать существенный экономический эффект за счет сокращения сроков освоения скважин и значительного, иногда в кратное число раз, повышения их дебита, а также за счет многократного повторного использования этого раствора (5-6 раз).
 Применение органобентонита в составе РУО, кроме структурообразующих свойств, обеспечивает раствору необходимую вязкость, высокую термостойкость (до 250°С) и электростабильность, неограниченную солестойкость, большую глиноемкость, устойчивость к СО2 и H2S, полную коррозионную устойчивость, возможность утяжеления раствора вплоть до удельного веса 2,2 г/см3, высокие смазочные свойства. Кроме того, РУО на основе органобентонита обладает низкой фильтрацией, причем фильтратом является практически чистая углеводородная среда.

Состав типичного зарубежного РУО:
(из расчета на приготовление 1 м3 раствора при соотношении углеводородная среда/вода 75/25)
углеводородная среда, л - 685
водная фаза, л - 265
ПЕТРОЖИЛЬ Ф54М (эмульгатор), л - 15
ПЕТРОЖИЛЬ РФ 3 (эмульгатор), л - 20
известь Ca(OH)2, кг - 30
бентон 34, кг - 30

Ориентировочный состав отечественного РУО:
(из расчета на приготовление 1 м3 раствора при соотношении углеводородная среда/вода 50/50)
углеводородная среда, л - 480
водная фаза, л - 520
эмультал, кг - 15-25
органобентонит, кг - 15-20

Секреты конструкции
 Приведенная рецептура раствора должна уточняться лабораторной проверкой на конкретных материалах и для конкретных горно-геологических условий (cм. "Ориентировочный состав отечественного РУО с органобентонитом"). РУО представляет собой эмульсионную систему, дисперсионной средой которой является дизельное топливо (или другое углеводородное сырье), содержащее органофильный бентонит и эмульгатор (см. "Структура отечественного РУО с органобентонитом"). Структура раствора состоит из глобул, являющихся "элементарными частицами" РУО, модель каждой из которых (размером несколько мкм) напоминает футбольный мяч. Глобула состоит из воды, заключенной в тонкую оболочку дисперсионной среды (в частности, дизтоплива). Образование глобул обеспечивает эмульгатор, частицы которого, с одной стороны, гидрофильны ("притягивают" воду), а с другой - олеофильны ("притягивают" масло). В качестве эмульгатора используются вещества на основе сложных эфиров высших ненасыщенных жирных кислот и многоатомных спиртов, или многоатомных аминоспиртов.

Структура РУО с органобентонитом
 Органобентонит представляет собой продукт химического взаимодействия четвертичных аммониевых солей (с длинными органическими радикалами) с бентонитовыми глинами, обладающими высокой обменной емкостью. Этот продукт придает системе РУО структуру (структурно-механические свойства) наподобие железной арматуры в железобетоне, но на молекулярном уровне. То есть, набухая в углеводородной среде РУО, образует внутри РУО молекулярную сетку ("арматуру"), которая и работает, удерживая от оседания выбуренную породу, утяжелитель и т.п., придавая РУО высокую термостойкость, повышая вязкость системы и т.д. Кроме того, органобентонит выполняет в системе РУО роль второго эмульгатора.

Полный перечень ингредиентов, составляющих РУО, следующий:

    Дисперсионная среда раствора - дизельное топливо, летнее или зимнее (ГОСТ 305-82), или нефть выветренная обезвоженная, или газовый конденсат.
    Эмульгатор - "эмультал" (ТУ 6-14 - 1035-79, изм. ##1-5), представляющий собой вязкую жидкость, поставляется в стальных бочках вместимостью 200 литров.
    Органофильный бентонит (ТУ 95 2752-2000), структурообразователь и стабилизатор эмульсии.
    Вода техническая.
    Кальций хлористый технический (ГОСТ 450-77) или натрий хлористый технический - минерализаторы водной фазы.

 При относительно невысокой исходной плотности РУО последняя регулируется соотношением фаз воды и дизтоплива и уровнем минерализации воды, а при необходимости утяжеления могут использоваться молотый мел или барит. В этом случае рекомендуется добавление в раствор специального гидрофобизатора в количестве 0,5-0,7% от массы добавляемого утяжелителя.

Органобентонит обеспечивает высокоточное литье
 Добиться высокого качества сложных отливок, получаемых из алюминиевых, магниевых и др. сплавов из цветных металлов, а также наиболее ответственных отливок из сталей можно с применением безводных формовочных смесей на основе органобентонита.
В отличие от традиционных песчано-глинистых смесей, безводные смеси содержат органофильный бентонит, способный набухать в углеводородной среде. При этом количество органобентонита в безводной формовочной смеси не превышает 5%. Отсутствие воды обеспечивает получение отливок с высокими показателями чистоты поверхности, размерной точности и плотности структуры металла.
Смеси обладают повышенной живучестью при хранении, имеют минимальную осыпаемость. Вследствие пониженных показателей их теплоемкости и теплопроводности температура заливки металла может быть снижена на 30-50°С.
Безводные формовочные смеси снижают (исключают) брак по газовым раковинам и пористости вследствие уменьшения газообразования при заливке жидкого металла, а полученные с их помощью отливки не требуют доводки (дообработки). Указанные формовочные смеси создают подчас саму возможность получения отливок в тех случаях, когда это затруднено или вообще невозможно.
В составе антипригарных покрытий органофильный бентонит служит структурообразующим компонентом и обеспечивает равномерное нанесение покрытия на окрашиваемые поверхности без потеков и пузырей, что обеспечивает получение отливок из чугуна и стали без пригара и с более высокой степенью чистоты поверхности.
Безводные формовочные смеси с применением органобентонита прошли успешные испытания на ряде предприятий.

Практические результаты
В России эксклюзивное производство органобентонита в промышленном масштабе освоило в 2000-2001 гг. предприятие ООО "Консит-А", входящее в систему Минатома России. При этом новая технология производства органобентонита по ТУ 95 2752-2000 значительно упрощена и ускорена по сравнению с зарубежной, является безотходной и не требует высоких энергетических затрат. Она обеспечивает получение органобентонита, не уступающего по качеству зарубежным аналогам "бентон-34", "бентон-38" и др., при этом 1 тонна отечественного органобентонита дешевле импортного в среднем на $1 тыс.
Промысловая апробация предлагаемого РУО была проведена в 2001 году на нескольких месторождениях Западной и Восточной Сибири.

По результатам бурения указанных скважин были получены следующие результаты:

    дебит нефти по сравнению с базовыми скважинами увеличился более чем в 1,5 раза;
    было отмечено увеличение (более чем в 1,5 раза) средней скорости бурения на РУО по сравнению с бурением на глинистом растворе;
    РУО легко готовился в условиях буровой;
    параметры раствора хорошо регулировались в процессе бурения;
    был отмечен хороший вынос шлама раствором, который легко очищался при использовании всего лишь одного вибросита, без дополнительной системы очистки в виде гидроциклонов, илоотделителей и центрифуг;
    была подтверждена возможность неоднократного повторного использования РУО на других скважинах, что значительно снизило затраты на его применение;
    замена полимерглинистого раствора на РУО происходила быстро (примерно 1,5 часа на скважину) и без осложнений.

 Таким образом, с организацией производства отечественного органобентонита снято одно из основных препятствий, мешавших широкому внедрению растворов на углеводородной основе в практику бурения, где помимо качественного вскрытия продуктивных пластов, они с успехом могут использоваться для отбора керна с сохранением его естественной водонасыщенности и проницаемости, а также при бурении скважин в осложненных условиях и для подземного (капитального) ремонта нефтяных и газовых скважин.

 

Дополнительная информация

  • Автор: Бродский Ю.А, Файнштейн И.З.
  • Место публикации: "Нефтегазовая Вертикаль" №5/2002 г.

Каталог оборудования

Выставка POWX2016

Участие в POWX2016

Наша фирма приняла участие в международном симпозиуме "Сыпучие материалы и технологии их переработки"  POWX2016, который состоялся 12 мая 2016 в г.Москве.

Подробнее..

deklaraziyaSV

Разрешительная документация

Оформлена разрешительная документация: сертификат соответствия на тип и декларация о соответствии  на оборудование:
- сита вибрационные типа СВ;  сушилки вибрационные типа СВИК;  конвейеры ленточные карманные КЛК.
Подробнее ...

Линия шихты

Линия по изготовлению шихт

Проведены шеф-монтаж, пуско-наладочные работы и запуск в эксплуатацию линии по приготовлению фрикционных шихт (растарка, измельчение, рассев, дозирование и смешивание компонентов – 10 рецептур).  Подробнее ...

Go to top