РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ РУО UNIDRIL ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С АВПД В ЯМАЛО-НЕНЕЦКОМ АВТОНОМНОМ ОКРУГЕ

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ РУО UNIDRIL ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С АВПД В ЯМАЛО-НЕНЕЦКОМ АВТОНОМНОМ ОКРУГЕ

Летом 2016 года в ЯНАО была применена новая разработка компании ООО «АКРОС» - система раствора UNIDRIL с улучшенными реологическими параметрами. При разработке системы был применен интегрированный подход по определению оптимальных параметров и рецептуры совместно с ООО «НОВАТЭК НТЦ». Применение системы позволило избежать возникновения осложнений при бурении разведочной скважины и достичь запланированных результатов бурения.

При бурении разведочных скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений (АВПД) возникают характерные риски при использовании промывочных жидкостей высокой плотности. Как правило, в интервалах АВПД существует минимальный безопасный диапазон плотности между коэффициентами аномальности и коэффициентами гидроразрыва. При планировании скважин в таких условиях важно на этапе проектирования провести весь комплекс необходимых гидравлических расчетов для определения максимальных давлений и эквивалентной циркуляционной плотности, возникающих при циркуляции бурового раствора. Помимо проведения гидравлических расчетов, определения оптимальной конструкции скважины и планируемых к применению КНБК, необходимо разработать рецептуры буровых растворов, применение которых обеспечивало бы выполнение гидравлической программы с учетом возможного загрязнения выбуренной породой, планируемых плотностей промывочной жидкости и концентраций твердой фазы.

Специфика разработки рецептур бурового раствора и гидравлической программы при бурении скважин с АВПД дополнительно усложняется при использовании буровых растворов на углеводородной основе (РУО), имеющих ряд специфических особенностей. В первую очередь это значительная зависимость реологических параметров от температуры. В условиях низких температур в интервалах ММП при строительстве скважин в ЯНАО данная особенность может приводить к увеличению вязкости в верхних интервалах при длительных остановках циркуляции, например, перед спуском обсадной колонны. Рост реологических параметров в свою очередь влечет за собой повышение ЭЦП при восстановлении циркуляции и увеличение вероятности возникновения поглощений. Однако, несмотря на технические особенности бурения на РУО, применение таких систем при проводке разведочных скважин обосновано по причине получения более высокой продуктивности скважин, в особенности газовых и газоконденсатных [1,2].

   Таблица 1. Целевые значения реологических параметров

Параметры

ТЗ для плотности 2.05

Температура замера, оС

70°

От до

СНС 10 сек

фнт/100фт2

10 

15

СНС 10 мин

фнт/100фт2

 20

25

Пл Вязкость

45

60

ДНС

фнт/100фт2

5

10 

В конце 2015 года компанией ООО «АКРОС» совместно с ООО «НОВАТЭК НТЦ» были проведены проектные работы по разработке рецептуры бурового раствора UNIDRIL на углеводородной основе с плотностями 1.75 и 2.05 г/см3 для бурения разведочной скважины с АВПД в ЯНАО.

На первом этапе специалистами ООО «НОВАТЭК НТЦ» по результатам гидравлического анализа конструкции скважины и планируемых КНБК были сформулированы требования к реологическим параметрам бурового раствора при разных температурах для плотностей 1.75 и 2.05 г/см3. Исходные данные для проектирования представлены в таблице 1.

На основании заданных параметров и целевых значений в лаборатории ООО «АКРОС» были протестированы несколько рецептур системы UNIDRIL, основным отличием которых было применение различных видов эмульгаторов. По результатам проделанных лабораторных работ были определены две рецептуры, приведенные в таблице 2, показавшие наиболее близкие к целевым значения реологических параметров. Важным условием проведения тестирования было загрязнение лабораторных образцов выбуренной породой и замер реологических параметров при нескольких значениях температуры, так же для всех исследованных рецептур определялась сидементационная устойчивость. По результатам лабораторных исследований две рецептуры системы UNIDRIL были согласованы для применения в полевых условиях.

    Таблица 2. Результаты лабораторного тестирования по оптимизации рецептуры  

МИНЕРАЛЬНОЕ МАСЛО

мл

600

530

ОРГАНОБЕНТОНИТ

г

10

6

ЭМУЛЬГАТОР I

мл

22

10

ЭМУЛЬГАТОР II

мл

7

15

Известь

г

23

23

Вода

мл

60

28

CaCl2

г

24

10

СМАЧМИВАЮЩИЙ АГЕНТ

мл

4

4

МОДИФИКТОР РЕОЛОГИИ

г

4

4

ПОНИЗИТЕЛЬ ФИЛЬТРАЦИИ HTHP

мл

1

1

Барит

г

920

1570

КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ

г

50

50

ВЫБУРЕННАЯ ПОРОДА

г

48

48

Параметры буровых растворов, полученные после термостарения 16 часов при температуре 80 С

Плотность, г/см3

1,75

2,20

Реологические параметры при температуре:

°С

50

80

50,00

80

600 об/мин

100

69

182

92

300 об/мин

52

31

94

48

200 об/мин

35

22

65

34

100 об/мин

19

13

35

19

6 об/мин

3

4

5

4

3 об/мин

3

3

4

4

СНС 10 сек

фнт/100фт2

5

7

5

8

СНС 10 мин

фнт/100фт2

13

15

18

19

Пластическая вязкость

47

26

89

43

ДНС

фнт/100фт2

3

5

6

4

ES, Вольт  

Вольт

>2000

>2000  

Применение разработанной рецептуры летом 2016 года полностью подтвердило полученные в лаборатории результаты и позволило получить улучшенные значения по реологическим параметрам и оптимизированные зависимости реологического профиля от температуры. На диаграмме 1 приведены фактические замеры параметров РУО при бурении в интервале АВПД.

Поэтапный подход к разработке рецептуры РУО UNIDRIL для бурения разведочной скважины в условиях АВПД в ЯНАО позволил:

  • реализовать полный комплекс инженерных решений в области промывки скважины от разработки гидравлической программы и лабораторного тестирования до применения рецептуры в полевых условиях;
  • строгое выполнение разработанных инженерных рекомендация позволило избежать возникновения поглощений дорогостоящей промывочной жидкости РУО при бурении и спуске колонн в интервалах АВПД;

  • с учетом полученных результатов можно рекомендовать подход по поэтапному моделированию систем буровых растворов при разработке программ промывки и проектов на строительство разведочных скважины, в особенности в случаях где планируется применение РУО.

АВТОРЫ СТАТЬИ:

Григорьев М. С., начальник центра сопровождения бурения ООО «НОВАТЭК-НТЦ»

Сидоров Д. Н., заместитель начальника центра сопровождения бурения ООО «НОВАТЭК-НТЦ»

Власов Е. Н., эксперт по буровым растворам ООО «НОВАТЭК-НТЦ»

Королев А. В., генеральный директор ООО «АКРОС»

Рябцев П. Л., технический директор ООО «АКРОС»

Источник: Журнал «Бурение и Нефть», 2017, №3, 46.