Разработка рецептуры РУО UNIDRIL для бурения скважин с АВПД в ЯНАО

Летом 2016 года в ЯНАО была применена новая разработка компании «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].

В конце 2015 года компанией «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 компании «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 седиментационная устойчивость. По результатам лабораторных исследований две рецептуры системы UNIDRIL были согласованы для применения в полевых условиях.

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 компании «АКРОС»

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

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