|
|
содержание .. 9 10 11 ..
5.7 Высокоингибирующий калиевый раствор на основе гуматов (ВИКР)
Этот раствор обладает тройным ингибирующим действием. Во-первых, хлорид калия как электролит при концентрации более 2% подавляет процессы набухания глин. Во-вторых, ионы калия, проникая в кристаллическую решетку, меняют природу глин, делая их водонечувствительными. В-третьих, особое ингибирующее действие в этой системе осуществляют гуматы, растворимость которых зависит от величины рН среды. Существуют критические значения рН (рНкр), выше которых гуматы растворимы даже в минерализованном буровом растворе и активно действуют как в регулировании водоотдачи, так и структурно-механических свойств. При значениях рН ниже критического уровня, гуматы высаливаются и полностью теряют активность, раствор загустевает, водоотдача повышается. В калиевом растворе величина рНкр колеблется от 8,5 до 9,5, поэтому для поддержания свойств этого раствора на заданном уровне величину рН в системе регулируют на 1-1,5 единицы выше, чем рНкр. Процесс ингибирования глин гуматами происходит следующим образом. Фильтрат калиевого раствора, содержащий большое количество растворимых гуматов, проникает в микротрещины глинистой породы. Процесс гидратации глин сопровождается поглощением каустической соды, и величина рН снижается до 7-7,4, что значительно ниже критического значения. В такой среде гуматы высаливаются из фильтрата (выпадают в осадок) и существенно повышают прочность сформированных ионами калия коагуляционных контактов между активными плоскостями в микротрещинах глин. В результате такого действия гуматов устойчивость глин существенно повышается. По некоторым данным ингибирующий эффект гуматов (индекс устойчивости) составляет 60-70% от общего ингибирующего действия данной системы ВИКР. Регулировать величину рНкр можно известью и KCl. С повышением концентрации этих электролитов повышается рНкр.
Методика определения рНкр К исходному раствору малыми порциями (по 0,2 - 0,3 см3) добавляют 10%-ную серную кислоту. После каждой добавки раствор 5 минут перемешивают и замеряют рН и любую вязкость или СНС. Когда раствор сильно загустеет построить график AV(СНС) = ¦(рН) (рисунок 5.1.) рНкр определяют по кривой как начало резкого изменения AV(СНС).
Рисунок 5.1
Знание рНкр необходимо для регулирования величины рН бурового раствора на безопасном требуемом уровне, то есть на 1 - 1,5 единицы выше чем рНкр.
Состав раствора ВИКР, кг/м3 Бентонит 20 - 30 NaOH 2 - 3 ИКГУМ 40 KCl 50 ИКЛИГ-1 10 ИКДЕФОМ 0,3 ИКЛУБ 3 - 5
Свойства раствора Плотность, г/см3 1,06 Условная вязкость, сек 25 - 30 Пластическая вязкость, сПз 10 - 15 ДНС, дПа 40 - 80 СНС0/10, дПа 15 - 30/30 - 60 Водоотдача, см3/30мин (API) 6 - 8 рН 10 - 11 рНкр 8,5 - 9,5
Назначение реагентов Бентонит - структурообразователь ИКГУМ - регулятор водоотдачи, разжижитель, ингибитор глин. ИКЛИК - 1 - разжижитель, регулятор свойств корки. NaOH - регулятор рН. KCl - ингибитор глин. ИКЛУБ - смазывающая добавка. ИКДЕФОМ - пеногоситель.
Технология приготовления ВИКР. К воде добавляют бентонит, ИКГУМ, NaOH и ИКДЕФОМ, перемешивают 1 час, затем вводят KCl и все остальные реагенты, через 15 - 20 минут перемешивания раствор готов. Основным недостатком системы ВИКР является отрицательное влияние фильтрата этого раствора на продуктивные пласты. Гуматы высаливаются из фильтрата в пласте также как в глинах за счет снижения величины рН вследствие адсорбционных и ионообменных реакций. Осажденные гуматы кольматируют продуктивный пласт, и проницаемость снижается в 2-4 раза. Однако, в последнее время в бурении развивается тенденция применять для первичного вскрытия продуктивных пластов специальные жидкости типа ИКАРБ с полной заменой ранее применяемого раствора. В связи с этим система ВИКР представляется весьма перспективной для бурения в неустойчивых глинах. Помимо высокой эффективности этот раствор отличается доступностью и низкой стоимостью основных реагентов и материалов.
5.8 Ингибирующий калиевый буровой раствор ИКСИЛ Система ИКСИЛ является ингибирующим калиевым раствором повышенной активности. Этот раствор содержит два ингибитора глин - хлористый калий и органический ингибитор ИКМАК, который усиливает ингибирующее действие калиевого раствора на 20-40%. Кроме того, ИКМАК обладает универсальным действием: являясь активным ПАВ, этот реагент гидрофобизирует стенки каналов пласта и, следовательно, повышает качество вскрытия продуктивных пластов. ИКМАК является хорошей смазывающей добавкой. ИКМАК обладает умеренным разжижающим действием и частично снижает водоотдачу буровых растворов. Эти свойства особенно проявляются при высоких температурах, поэтому большинство рецептур термостойких растворов содержат реагент ИКМАК. В растворе, содержащем ИКМАК, значительно снижается наработка раствора при разбуривании глинистых пород. В целом по эффективности воздействия на неустойчивые глины система ИКСИЛ приближается к растворам на нефтяной основе. При содержании реагента ИКМАК в калиевом растворе на уровне 10-20кг/м3 можно получить ствол в неустойчивых глинах, диаметром близкий к номинальному.
Состав раствора, кг/м3 Бентонит 30 - 40 NaOH 1 Na2CO3 1 KCl 50 ИКМАК* 10 - 20 ЭКОПАК R 2 ЭКОПАК SL 8 ИКДЕФОМ 0,3 ИККАРБ-75/150 50
Свойства раствора Плотность, г/см3 1,08 – 1,10 Условная вязкость, сек 30 - 40 Пластическая вязкость, сПз 10 - 18 ДНС, дПа 60 - 100 СНС0/10, дПа 10 - 30/20 - 60 Водоотдача, см3/30мин (API) 6 - 8 рН 9,5 – 10 Этот раствор может быть приготовлен и с применением других основных реагентов, например на основе комбинации лигносульфонатного реагента ИКЛИГ-2 (30-40 кг/м3) с ЭКОПАКом (3-5 кг/м3). Вместо бентонита в этой системе можно использовать ХВ-Полимер в количестве 2-3кг/м3.
Назначение реагентов: Бентонит - структорообразователь, регулятор водоотдачи. Na2CO3 - реагент для связывания ионов Ca Mg. NaOH – регулятор рН. KCl – ингибитор глин. ИКМАК – органический ингибитор глин, смазывающая добавка.. ЭКОПАК-R - регулятор водоотдачи и вязкости. ЭКОПАК-SL – регулятор водоотдачи. ИКДЕФОМ - пеногаситель. ИККАРБ-75/150 – карбонатный утяжелитель из мрамора фракций 75 и 150мкм.
Технология приготовления К воде добавляются каустическая и кальцинированная соды и бентонит. После одного часа перемешивания добавляют KCl, через 10 минут ЭКОПАК-R(SL) со скоростью 8-10 минут/мешок. Перемешивают раствор в течение одного часа, затем вводят пеногаситель и все остальные компоненты.
5.9 Высокоингибирующий буровой раствор ИКГЛИК Буровой раствор ИКГЛИК - это новый, современный раствор на водной основе, который решает большинство проблем, возникающих при бурении и связанных с буровыми растворами. В состав данного раствора входят гликоли, которые при сравнительно невысокой стоимости существенно меняют технологические свойства буровых растворов на водной основе. Гликоли представляют собой вязкую, незамерзающую и нетоксичную жидкость с температурой вспышки более 100ОС. Наименование раствора и реагента одинаково - ИКГЛИК.
Система ИКГЛИК предназначена ¨ для бурения в неустойчивых глинах, ¨ качественного вскрытия продуктивных пластов, ¨ для бурения наклонных и горизонтальных стволов большой протяженности. Система ИКГЛИК обладает высокой степенью ингибирования водочувствительных неустойчивых глин. По эффективности эта система приближается к растворам на нефтяной основе со сбалансированной активностью водной фазы. Благодаря применению раствора ИКГЛИК в неустойчивых глинах можно получать ствол скважины практически номинального диаметра. Для этих целей используются специально модифицированные гликоли. В обычных условиях эти соединения полностью растворимы в водной фазе любых растворов. Обладая особой химической структурой, молекулы модифицированных гликолей адсорбируются на активных участках поверхности глин. В результате особого экранирования этих участков происходит подавление процессов гидратации и набухания глинистых минералов. Особенно эффективно ингибирующее действие гликолей в сочетании с ионами калия, когда происходит и электростатическая нейтрализация глин. При таком комбинированном воздействии активные поверхности глины слипаются, образуя устойчивые коагуляционные структуры. Вот почему гликоли чаще всего используются в системе KCl/ИКСТАБ, в которой капсулирующий агент ИКСТАБ замедляет проникновение фильтрата в микротрещины глин. В итоге система ИКГЛИК позволяет полностью предупредить осыпи и обвалы неустойчивых глин. Указанные процессы в одинаковой степени происходят как в стенке скважины, так и на частицах шлама. Последние слипаются в более крупные по размерам частицы и затем легко удаляются из раствора механическими средствами очистки. Следовательно, наработка раствора в системе ИКГЛИК минимальна.
Состав раствора ИКГЛИГ, кг/м3 ХВ - полимер 2 - 4 ИКГЛИК 20 - 50 KCl 50 -100 КОН (NаОН) 1 - 2 ИКСТАБ 0,2 - 2 ИКР 10 - 15 ЭКОПАК - R(SL) 2 - 4 ИКФАК 1 ИКБАК 1 ИКДЕФОМ 0,2 ИККАРБ - 75/150 50 Свойства раствора Плотность, г/см3 1,03 - 1,10 и более Условная вязкость, сек 30 - 50 Пластическая вязкость, сПз 10 - 20 ДНС, дПа 40 - 100 СНС0/10, дПа 10 - 20/30 - 60 Водоотдача, см3/30мин (API) 4 - 6 рН 9 - 10 Содержание гликоля в растворе зависит от физико-химической активности разбуриваемых глин и темпа углубления скважины в этих отложениях. Система ИКГЛИК совместима с большинством реагентов и материалов, применяемых в буровых растворах на водной основе. Гликоли несколько улучшают контроль водоотдачи. Практические достоинства системы ИКГЛИК В отличие от растворов на нефтяной основе, ИКГЛИК является экологически чистой системой. Входящие в состав раствора гликоли и другие компоненты нетоксичны. Добавки гликолей к раствору на водной основе повышают качество вскрытия продуктивных пластов. Загрязнение пласта уменьшается за счет подавления процессов набухания глинистых частиц в пласте и уменьшения толщины гидратной оболочки на стенках каналов пласта вследствие адсорбции на них молекул гликоля. По имеющимся данным система ИКГЛИК может обезвоживать увлажненные глины, например, межсолевые галопилиты и сократить, или предупредить осложнения, связанные с пластическим течением этих пород. Установлено, что ингибирующее действие системы ИКГЛИК усиливается с повышением температуры в скважине. Адсорбируясь на поверхности металла, молекулы гликоля предупреждают сальникообразование и повышают смазывающие свойства бурового раствора. С применением системы ИКГЛИК снижаются затраты времени и средств на решение следующих проблем: ¨ проработки, затяжки и прихваты из-за осыпей и обвалов глинистых пород; ¨ предупреждение сальникообразований, затяжек и репрессий при подъеме инструмента; ¨ приготовление и обработка раствора; ¨ технологические промывки скважины; ¨ при высокой степени очистки снижается темп разбавления раствора, а, следовательно, сокращается расход реагентов и материалов; ¨ при эффективной очистке и низком содержании твердой фазы повышаются показатели работы долот; ¨ в стволе номинального диаметра сокращается расход цемента; ¨ при отсутствии каверн повышается качество разобщения пластов; ¨ значительно сокращаются затраты времени на освоение скважины ¨ по сравнению с растворами на нефтяной основе значительно снижаются затраты на решение экологических проблем
Назначение реагентов: ХВ-Полимер – структурообразователь. KCl – ингибитор глин. ИКГЛИК - органический ингибитор глин, смазывающая добавка. KOH (NaOH) – регуляторы рН. ИКСТАБ - флокулянт, частично гидролизованный полиакриламид. ИКР – эффективный регулятор водоотдачи на основе крахмала. ЭКОПАК-R(SL) – регуляторы водоотдачи и вязкости. ИКФАК - специальный ПАВ – гидрофобизатор стенок каналов продуктивного пласта. ИКБАК – биоцид. ИКДЕФОМ – пеногаситель. ИККАРБ-75/150 – карбонатный утяжелитель на основе мраморной крошки фракций 75 и 150мкм.
Технология приготовления К воде добавляются KOH (NaOH) и ХВ-Полимер. Через 1 час вводятся все остальные компоненты. ИКФАК добавляется к раствору перед вскрытием продуктивного пласта. Пеногаситель применяется по мере необходимости.
содержание .. 9 10 11 ..
|
|
|