Компания ООО «ПСК «Буртехнологии» с 2001 года использует в своей работе комплексный подход к решению стоящих перед ней технологических задач. Данный комплекс включает в себя не только буровые и тамонажные растворы, но и целый ряд буферных составов, жидкостей для вторичного вскрытия, а также вязко-упругих составов для ремонта скважин в различных геолого-технических условиях.
На основании накопленного опыта компания непрерывно совершенствует применяемые ею технологии, а также ведет разработку новых решений, опираясь в своей работе на передовой мировой опыт в области бурения и цементирования скважин. Это, а также тесное взаимодействие исследовательского подразделения и технологической службы, позволяет оперативно решать возникающие на месторождениях проблемы. Продуктом взаимодействия являются качественные и экономически эффективные решения технологических задач, ряд из которых мы рассматриваем в настоящей статье.
Буровой раствор на водной основе
В настоящее время, одним из самых массовых направлений остается применение пресных буровых растворов на водной основе, а при креплении скважин — использование расширяющихся тампонажных составов. Это особенно актуально для разработки месторождений Западной и Восточной Сибири.
Изучение опыта применения буровых растворов на водной основе для бурения в условиях Западной Сибири, показало, что в данном регионе наиболее часто применяются следующие типы растворов: диспергированные глинистые, известковые, силикатные, минерализованные. Мы считаем, что выбор бурового раствора должен быть основан на определенных критериях: результатах анализа горных пород, времени бурения интервала, конструкции скважины, требованиях к вскрытию продуктивного пласта. Не менее важными являются также экономический и технологический фактор, обеспечение информативности при проведении геофизических исследований.
Анализ рецептур применяемых растворов дает основание говорить, что пресные буровые растворы, независимо от компонентного состава, не способны обеспечить «полное» ингибирование. Это дает основание утверждать, что в ряде условий бурения не всегда технологически целесообразно использование специальных реагентов – ингибиторов глин, некоторые из которых, по определению позиционируются, как «мощные» ограничители диспергирования глин.
Ограничение фильтрационных свойств бурового раствора, в зависимости от разбуриваемых интервалов надпродуктивных интервалов, не всегда является обоснованным. При этом увеличение концентраций полимеров, отвечающих за регулирование водоотдачи, одновременно влияет и на снижение механической скорости бурения. Для определения физико-химического воздействия фильтрата, применяемого раствора на породы, необходимо определять время устойчивости открытого ствола, которое требуется для бурения данного интервала и его перекрытия.
Требования к реологическим показателям складываются из способности раствора обеспечивать вынос выбуренной породы при определенном условии промывки с учетом конструкции скважины, влиянию на скорость бурения, а также технической характеристики промывочного оборудования. При этом необходимо рассматривать способность раствора эффективно освобождаться от шлама на системах очистки с минимальными энергозатратами, что также зависит от реологических свойств промывочной жидкости.
Одними из важных параметров для бурения в условиях терригенных пород на любом типе бурового раствора являются его смазывающие и антиприхватные свойства, необходимый уровень которых достигается вводом смазочных добавок. Добавки обладают разными свойствами — одни более эффективны как антиприхватные, другие лучше снижают коэффициент трения и предотвращают сальникообразование. Эффективность смазывающих добавок определяется их концентрацией в растворе в зависимости от буримого интервала, и от используемых компоновок. Исходя из вышесказанного, следует, что при разработке бурового раствора необходимо определить критерии, которым он должен отвечать. Прежде всего, это ингибирующие, фильтрационные и реологические параметры раствора. Также буровой раствор должен быть экологически безопасным, удобен в обслуживании и экономически целесообразен.
Малодиспергируемая система бурового раствора
С учетом основных технологических требований была разработана пресная малодиспергируемая система бурового раствора с низким содержанием твердой фазы. Оптимальные свойства наряду с гибким поинтервальным регулированием реагентного состава позволяют эффективно управлять раствором на любой стадии бурения. Эффективность такого подхода позволяет оптимизировать скорости проходки и упростить управление параметрами бурового раствора. Все это позволяет сделать буровой раствор более рентабельным по сравнению с аналогичными растворами.
Применение разработанных растворов на месторождениях Западной Сибири подтвердило, что данный подход позволяет экономично регулировать фильтрацию и реологию бурового раствора, в том числе и при воздействии температуры, благодаря оптимальному содержанию дисперсной фазы и ограничению ее диспергирования. При этом не происходит загущения раствора, что позволяет ограничивать количество промывок при СПО, для предупреждения потерь бурового раствора. Отмечено, что разбавление бурового раствора не превышает объемы разбавления аналогичных растворов, применяемых известными сервисными компаниями.
Благодаря хорошей смазывающей способности, определяемой, в зависимости от интервала, концентрацией смазки и способом ее ввода в раствор, снижена вероятность прихватов во время бурения, спуска бурильного инструмента, обсадных колонн при больших зенитных углах. В случае необходимости повышения ингибирующих свойств, система бурового раствора может быть дополнительно обработана ингибирующими добавками, которые ограничивают набухание, диспергирование или изменение порового давления в разбуриваемых породах.
Руководствуясь перечисленными выше положениями, также была разработана калий-хлор-полимерная система бурового раствора, предназначенная в первую очередь для работы в сложных геологических условиях. Данная система была успешно применена при бурении неустойчивых сланцевых пород на месторождениях Республики Коми, Западной Сибири и Казахстана.
Такая минерализованная система бурового раствора обладает преимуществом высокого ингибирования по сравнению с пресными системами, но их стоимость выше, чем у пресных растворов. Преимущество таких растворов, в первую очередь заключается в следующем: кратное уменьшение кавернозности ствола скважины, отсутствие глинистых корок и, соответственно, лучшее замещение цементным раствором, что обеспечивает лучшее качество крепления скважины.
Тампонажные буровые растворы
Вторым направлением работы ООО «ПСК «Буртехнологии» является разработка расширяющихся тампонажных растворов. Опыт строительства скважин показал, что на тех объектах, где были применены расширяющиеся цементы, наблюдается заметное снижение случаев заколонных перетоков. Первым этапом создания, расширяющегося тампонажного состава было проведение обзора выпускаемых расширяющих добавок для цементов. Было выяснено, что эффективность расширяющих добавок зависит, в первую очередь, от температурных условий. Кроме решения проблемы плотного контакта, не менее актуальной является способность цементного камня воспринимать ударные нагрузки, возникающие во время проведения кумулятивной перфорации. Низкая сопротивляемость цементного камня данным видам нагрузок часто приводит к развитию трещин, как горизонтальных, так и вертикальных. Одним из способов повышения ударной прочности цементного камня является его армирование, которое позволяет снимать концентрические динамические нагрузки и препятствовать развитию трещин в зацементированном кольцевом пространстве.
Для этого направления разработаны высокотехнологичные тампонажные составы для различных геолого-технических условий. Благодаря использованию оптимально подобранных композиционных расширяющих и армирующих добавок, получена тампонажная система, которая легко адаптируется для необходимых условий в процессе внедрения.
В настоящее время расширяющийся тампонажный состав успешно внедряется на месторождениях Западной Сибири. На скважинах, где продуктивный интервал зацементирован данным составом, качество цементирования в среднем выше применяемых ранее составов на 20-60%. По опыту работ, можно с уверенностью сказать, что данные разработки являются эффективными технологиями сервисной компании ООО «ПСК «Буртехнологии». Применение целого технологического комплекса, как показала практика, дает всегда более высокий результат.
