Разработка и совершенствование гидрогелевых буровых растворов с целью повышения скорости бурения, качества вскрытия продуктовых пластов и снижения стоимости строительства скважин

• Автор: Федосов, Ростислав Иванович
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1996
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ к
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ . Ю

. Перспективы развития безглинистых буровых растворов

на основе полимеров . .

1.2. Обзор достижений в области создания основы полимерных

гидрогелевых буровых растворов

1.2.1. Анализ рецептур буровых растворов на основе биополимеров

Т.2.2. Анализ рецептур безглинистых буровых растворов на

основе синтетических полимеров.

2. РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К РАСТВОРАМ ЕЕЗГЛИШСТЫМ И С МАЛЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ТВЕРДОЙ ФА

2.1. Требования к технологическим свойствам растворов.предназначенных обеспечивать высокие скорости бурения
3. ПОДБОР РЕАГЕНТОВ ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ
ПШГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ГИДРОГЕЛЕЙ ПОЛИМЕРОВ .кк
3.1. Разработка биополимерного реагента и безглинистого бурового раствора на его основе кк
3.2. Подбор полимерной основы из числа синтетических полимеров, применяющихся в бурении и разработка способа приготовления полимергидрогелевых буровых растворов
3.3. Разработка и исследование безглинистого бурового раствора, содержащего в качестве флокулянта алкилсили
конаты щелочных металлов
3.4. Разработка и исследование безглинистой системы бурового раствора на водной основе для условий сероводородной агрессии и АВПД . .
3.5. Сравнительные исследования гидрогелевых растворов на основе биополимерных реагентов и оксиэтилцеллюлозы и разработка способов регулирования их свойств
3.6. Разработка усовершенствованного способа приготовления
полимергидрогелевых буровых растворов .
3.7. Исследование влияния модифицирующих добавок на реологические, фильтрационные и структуриомеханические свойства полимергидрогелевых буровых растворов при температуре до ЮОС.
3.8. Разработка и исследование полимергидрогелевых растворов
на основе минерализованных вод.
3.8I, Разработка способа приготовления и утяжеления полимергидрогелевых буровых растворов на основе минерализованных вод и рассолов ПО
3.9. Разработка гидрогелевого бурового раствора на основе минерализованных пластовых вод, устойчивого при забойных температурах до 0С.
3.9.1. Способ приготовления полимергидрогелевого бурового раствора на основе минерализованных пластовых вод, устойчивого при забойных температурах до ТС
3.9.2. Исследование термостойкого полимергидрогелевого раствора .
4, ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ.
4.1. Оценка ингибирующих свойств полимергидрогелевых буровых растворов.
4.2. Определение диспергирующих свойств полимергидрогелевых буровых растворов .о
4.3. Исследование влияния полимергидрогелевых буровых растворов на качество вскрытия продуктивных пластов .
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫСЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГИДРОГЕЛЕВЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
5.1. Промышленные испытания полимергидрогелевых буровых растворов на основе ОЭЦ
5.2. Промышленные испытания полимергидрогелевого раствора на основе минерализованной пластовой воды, устойчивого
при забойных температурах до 0С
5.3. Экономическая эффективность применения полимергидрогелевых буровых растворов
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Разработки в этой области за рубежом начаты в е годы, а в срродмир х ужр бил опубликован патент на использование в качестве бурового раствора гидрогелей полисахаридов микробиологического происхождения, так называемых биополимеров 2 . Использование этих систем к середине х годов в США и Канаде достигло от общего объема бурения скважин с применением буровых растворов плотностью 1, гсм3 и более 4 . Все более возрастающий в последние годы объем применения растворов с низким содержанием твердой фазы интенсифицировал исследователь, ские работы по получению новых типов полимерных реагентовзагустителей, способных самостоятельно без использования глины создавать в водной среде тиксотропные системы со специфической реологией. Эти работы развиваются в двух основных направлениях. Попрежнему много внимания уделяется получению и использованию биополимерных реагентов продуктов микробиологического синтеза. Среди них наибольшее распространение получили полисахариды, продуцируемые фитопатогенными бактериями ОСХ1ъЬ. Различные фирмы США, Канады, Франции имеют отлаженное производство таких продуктов и полностью удовлетворяют в них потребность нефтяной промышленности. В России производство биополимеров полисахаридов для буровых растворов отсутствует. В частности, ВНШБТ совместно с ИВМ АН УССР при ферментации бактерий родьУлькотпопаь получили полимер Ш, близкий по свойствам к известным биополимерным реагентам этого класса ХСполимер, Ксантан, РодополП и др. Этот традиционный путь синтеза полисахаридов для промышленной реализации требует особых технических мер безопасности и соблюдения полной стирильности процесса, включая стирилизацию сырья, оборудования, подаваемого на аэрацию воздуха через специальные стирилизующие фильтры и т. Однако широкому применению в мировой практике бурения биополимеров препятствуют несколько причин фитопатогенность исходных штаммов, ферментативная неустойчивость, пониженная термостойкость. Сюда следует также добавить и относительную дефицитность исходного сырья. В случае исключения некоторых перечисленных причин, особенно первой, биополимеры могут стать конкурентно способными синтетическим. В данном направлении следует ожидать дальнейшего развития исследований по биополимерным препаратам. Синтетические полимерные продукты в этом отношении не менее перспективны. Их производство основано на сравнительно дешевой сырьевой базе и они термостойки, в отличие от биополимеров, кроме того, направленное и регулируемое изменение структуры в процессе синтеза позволяет получать полимерные продукты с заданными свойствами. Несмотря на исключительную эффективность безглинистых буровых растворов на основе гидрогелей полимеров, у нас в стране до сих пор не налажено промышленное производство химических реагентов полимерной основы и флокулянтсв, необходимых для практического использования подобных систем. Более того, имеется ограниченное количество исследований, обосновывающих направленный выбор и изготовление реагентов для безглинистых буровых растворов на основе гидрогелей полимеров. Работы по созданию реагентов данного типа должны предусматривать, как микробиологический способ, так и химическую модификацию природных полисахаридов. Причем, микробиологический способ должен исключать использование патогенных штаммов микроорганизмов, способных наносить вред животным и растениям. ЬоияьпШ . Реализация второго направления осуществлялась путем подбора и проведения исследований полисахаридов из числа химически модифицированных целлюлоз. Это позволило нам создать безглинистый тиксотропный буровой раствор на основе гидрогеля оксиэтилцеллюлозы ьс , пригодный для применения в условиях полиминеральной солевой и сероводородной агрессии при температурах до 0С . Одним из условий повышения эффективности буровых работ является промывка скважин растворами, обладающими специфическими технологическими свойствами и совершенными гидродинамическими характеристиками, способствующими увеличению скорости бурения и проходки на долото. Стремление обрести буровые растворы, свободные от недостатков глинистых систем, стимулировало расширение и интенсификацию исследований по созданию заменяющего глину полимеразагустителя основы безглинистых буровых растворов.