Эффективность применения безглинистого полимеросолевого бурового раствора

Испытания безглинистого полимеросолевого бурового раствора приведены на 8 скважинах. Испытание безглинистого полимеросолевого бурового раствора плотностью 1080-1100 кгм³ осуществлено при бурении скважин 217 и 203 Баклановской площади. За базу для сравнения приняты скважины 205, 223 и 224, пробуренные с промывкой глинистыми растворами плотностью 1080-1100 кг/м³.

Все скважины пробурены в одинаковых геолого-технических условиях с буровой установки БУ 75-БрЭ долотами 215,9 мм при идентичных параметрах режимов бурения, одной буровой бригадой. В качестве забойных двигателей применялись турбобуры типа ЗТСШ-195, промывка осуществлялась одним насосом У8-6М с расходом 27 л/сут. Переход на безглини-стый полимеросолевой раствор осуществляли согласно геолого-техническим нарядам с глубины 1523 м и 1450 м. Буровой раствор готовили следующим образом. Первоначально в глиномешалке или через смесительную воронку с помощью цементировочного агрегата готовили 10-15%-ный водный раствор ХКЭ, после чего его обрабатывали 25%-ным водным раствором КССБ из расчета 1,5 % на сухое вещество и 3%-ным водным раствором КМЦ-500 из расчета 0,15 % на сухое вещество к объему раствора. В результате получали безглинистый полимеросолевой буровой раствор с показателями свойств: р= 1080-1120 кг/м³; УВ = 15 с; Ф = (10-12) х 10’⁶ м³; 5 = следы; Оыо = 0/0; pH = 7; Ж — 160-775 ммоль/л (таблица 1.58).

На Гожанской площади с промывкой безглинистым полимеросолевым раствором плотностью 1070-1160 кг/м³ пробурены 4 скважины: 912, 911, 610 и 611. Для сравнения взяты скважины 923, 2032, 2037, 2034, 612, 622 и 627, пробуренные на Гожанской площади с промывкой глинистыми растворами такой же плотности.

Все скважины пробурены одной бригадой в одинаковых геолого-технических условиях с буровой установки БУ75-БрЭ долотами 215,9 СЗ-ГВ при одинаковых параметрах режимов бурения. В качестве забойных двигателей применялись турбобуры типа ЗТСШ-195. Промывка осуществлялась двумя насосами БРН-1.

Расход КССБ и КМЦ-500 на обработку безглинистого полимеросолевого бурового раствора по скважинам Гожанской площади составил 0,5-1,5 и 2,0-0,6 % соответственно в расчете на сухое вещество от объема раствора.

В процессе испытания безглинистого полимеросолевого бурового раствора не наблюдалось отклонений его показателей от требуемых геолого-техническими нарядами. Следует отметить его высокую стабильность во времени. Так, при бурении скважин на Ку-единской площади безглинистый полимеросолевой буровой раствор использовали многократно, и хранение его в котловане в течение одного-двух месяцев практически не оказало отрицательного влияния на показатели свойств.

Приемочными испытаниями и промышленным применением установлено, что применение безглинистого полимеросолевого бурового раствора позволяет повысить технико-экономические показатели бурения и снизить затраты времени и средств на приготовление и обработку раствора. Так, по скважинам, пробуренным на Куединской, Гожанской и Баклановской площадям с промывкой безглинистыми полимеросолевыми буровыми растворами, проходка на долото повысилась на 15, 25 и 24 %, а механическая скорость — на 21, 34 и 17 % соответственно (таблица 1.59).

Таблица 1.58

Примечание. Во всех растворах pH = 6,5-7,5; 5 — следы.

Показатели свойств раствора по скважинам, пробуренным с промывкой безглинистым полимеросолевыми буровыми растворами

Таблица 1.59

Сравнение показателей работы долот по скважинам, пробуренным с промывкой глинистым и безглинистым полимеросолевыми буровыми растворами

Увеличение показателей работы долот достигнуто за счет роста механической скорости и повышения стойкости долот. Повышение стойкости долота, то есть увеличение времени его пребывания на забое, может происходить как за счет повышения стойкости вооружения, так и за счет повышения долговечности опор.

Промысловый опыт показывает, что износ вооружения является причиной выхода долота из строя при бурении лишь в очень крепких породах и в случае применения долот, не оснащенных зубками. Во всех остальных случаях определяющим фактором является стойкость опор. Высокие удельные давления и температура в опоре приводят к разрушению адсорбционных смазочных слоев и переходу к граничной смазке, а в ряде случаев и к непосредственному трению контактирующих поверхностей. При этом большое значение в повышении стойкости опоры долота имеет состав бурового раствора.

Лучшая смазывающая способность безглинистого полимеросолевого бурового раствора по сравнению с глинистым может быть объяснена лучшей проникающей способностью данного раствора в пространство между трущимися поверхностями в опоре за счет меньшей вязкости раствора, обусловленной особенностями строения и свойствами катиона калия. Кроме того, безглинистый полимеросолевой буровой раствор способствует лучшей очистке забоя, поскольку этот раствор имеет низкие показатели структурно-механических свойств благодаря отсутствию твердой глинистой фазы, а значит, и корки, что устраняет необходимость преодолевать силы сцепления в корке для удаления обломков разрушенной породы с забоя. Абразивный износ при этом будет ниже. Более совершенная очистка забоя при использовании безглинистого полимеросолевого бурового раствора способствует повышению контактного давления и возрастанию глубины внедрения зуба долота при одной и той же нагрузке на долото, увеличивая тем самым механическую скорость. Кроме того, низкие структурно-мсханичсскис показатели бурового раствора и высокая ингибирующая способность позволяют ему лучше очищаться от выбуренной породы и тем самым предупредить самоутяжеление.

Безглинистый полимеросолевой буровой раствор, обладая меньшей вязкостью и лучшей гидравлической характеристикой по сравнению с глинистым раствором, а также повышенной проникающей способностью в зону предразрушения, способствует более быстрому выравниванию давления над и под выкалываемым обломком породы.

Из вышеизложенного следует, что состав и свойства безглинистого полимеросолевого бурового раствора обеспечивают как повышение стойкости опор, так и увеличение механической скорости бурения, что в результате приводит к повышению проходки на долото. Испытаниями и промышленным внедрением установлено, что применение безглинистых полимеросолевых растворов позволяет уменьшить затраты по статье «Материалы и химические реагенты» в 1,4-1,8 раза (таблица 1.60), что обусловлено их высокой стабильностью во времени и сродством фильтрата с пластовыми флюидами.

Таблица 1.60

Сравнение стоимости материалов и химических реагентов для приготовления и химической обработки буровых растворов

Примечание. По Гожанской площади в числителе приведены затраты на материалы и химические реагенты по скважинам глубиной до 1500 м, в знаменателе — 1200 м.

За 1982-1983 гг. с промывкой безглинистым полимеросолевым буровым раствором пробурено 99 скважин с проходкой 151,8 тыс. м (таблица 1.61).

Экономический эффект от применения безглинистого полимеросолевого бурового раствора составил 324 824 руб.

По результатам НИР и приемочных испытаний разработана «Инструкция по рецептурам, технологии приготовления и методам химической обработки безглинистых полимеросолевых буровых растворов».

Таблица 1.61

Объем и эффективность применения безглинистых полимеросолевых буровых растворов за 1982-1983 гг.