Распространение настоящих рекомендаций осуществляется в соответствии с
действующим законодательством и с соблюдением правил, установленных ОАО
«Газпром»
Содержание
Область применения 1
Нормативные ссылки 1
Термины и определения 2
Обозначения и сокращения 2
Состав, параметры и технология приготовления безглинистого
минерализованного бурового раствора на основе формиатов 3
Состав, параметры и технология приготовления ингибированного
малоглинистого бурового раствора на основе формиатов 5
Управление технологическими свойствами и контроль качества буровых
растворов
на основе формиатов 7
Охрана труда, промышленная безопасность и охрана окружающей среды 9
Приложение А (справочное) Основные материалы, химреагенты,
применяемые
в составе буровых растворов на основе формиатов, и их аналоги 10
Приложение Б (справочное) Технологические параметры буровых
растворов
на основе формиатов 12
Приложение В (рекомендуемое) Определение массовой доли формиата
натрия
в фильтрате бурового раствора (экспресс-метод) 13
Библиография 14
III
РЕКОМЕНДАЦИИ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА
«ГАЗПРОМ»
БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ НА ОСНОВЕ ФОРМИАТОВ. СОСТАВЫ И ТЕХНОЛОГИЯ
ПРИМЕНЕНИЯ
Дата введения – 2009-10-23
Область применения
Настоящие рекомендации устанавливают компонентные составы,
технологии приго-товления и обработки буровых растворов на
основе формиатов и предназначены для проекти-рования и
строительства скважин на месторождениях дочерних обществ ОАО
«Газпром».
Нормативные ссылки
дарты:
В настоящих рекомендациях использованы нормативные ссылки на
следующие стан-
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные
вещества. Класси-
фикация и общие требования безопасности
ГОСТ 4682-84 Концентрат баритовый. Технические условия
ГОСТ 15846-2002 Продукция, отправляемая в районы Крайнего Севера
и приравнен-ные к ним местности. Упаковка, маркировка,
транспортирование и хранение
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции.
Испытания и кон-троль качества продукции. Основные термины и
определения
ГОСТ 30333-95 Паспорт безопасности вещества (материала).
Основные положения. Информация по обеспечению безопасности при
производстве, применении, хранении, транспортировании,
утилизации
ГОСТ Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства
измерений. Методи-ки выполнения измерений
Издание официальное
СТО Газпром 2-3.2-002-2005 Буровые растворы. Методика выполнения
измерений плотности пикнометром
СТО Газпром 2-3.2-003-2005 Буровые растворы. Методика выполнения
измерений фильтрации на приборе ВМ-6
СТО Газпром 2-3.2-004-2005 Буровые растворы. Методика выполнения
измерений условной вязкости на вискозиметре ВП-5
СТО Газпром 2-3.2-005-2005 Буровые растворы. Методика выполнения
измерений предельного статического напряжения сдвига на
ротационном вискозиметре СНС-2
СТО Газпром 2-3.2-165-2007 Компоненты буровых растворов. Входной
контроль
СТО Газпром 2-3.2-198-2008 Руководство по технологии очистки
буровых растворов при строительстве скважин на месторождениях
Тюменской области
Примечание – При пользовании настоящими рекомендациями
целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по
соответствующим указателям, составленным на 1 января текущего
года, и информационным указателям, опубликованным в текущем
году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при
пользовании настоящими рекомендациями следует руководствоваться
заме-ненным (измененным) документом. Если ссылочный документ
отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него,
применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
Термины и определения
В настоящих рекомендациях применены термины в соответствии с
ГОСТ Р 8.563, ГОСТ 16504, а также следующие термины с
соответствующими определениями:
минерализованный буровой раствор: Поликомпонентная
водная система, содержа-щая в своем составе минеральную
соль.
Состав, параметры и технология приготовления безглинистого
минерализованного бурового раствора на основе формиатов
Безглинистый минерализованный буровой раствор на основе
формиатов (БМРФ) рекомендуется применять для бурения
субгоризонтальных стволов в коллекторах порового,
порово-трещинного типа с проницаемостью более 0,1 мкм2,
аномально высоким пластовым давлением и температурой до
+150 °С
с целью сохранения ФЕС продуктивного пласта.
Рекомендуемый состав БМРФ (мас. %):
формиат Na – от 10,0 до 70,0;
биополимер К.К. «Робус» – от 0,2 до 0,4;
крахмальный реагент «КРЭМ» – от 0,6 до 0,8;
ГКЖ-10 БСП – до 1,0;
пеногаситель «Софэксил 4248 П» – до 0,2;
-КСД – 1,5;
вода – остальное.
В качестве ингибирующей и утяжеляющей добавки в БМРФ
рекомендуется применять формиат Na по ТУ
2432-011-00203803-93 [1].
В качестве структурообразователя и для управления
псевдопластическими свойствами БМРФ рекомендуется
применять биополимер К.К. «Робус» по ТУ
2458-011-35944370-2007 [2]. Вза-мен К.К. «Робус»
допускается применение его аналога «Биоксан» по ТУ
2458-001-16636639-05 [3]. Для управления реологическими
и фильтрационными свойствами в БМРФ рекоменду-
ется применять крахмальный реагент «КРЭМ» по ТУ
9187-001-35944370-99 [4].
Комплексную смазочную добавку КСД по ТУ
2458-013-35944370-2008 [5], представляю-щую собой
порошкообразную смесь альфа-олефинсульфонатов натрия,
крахмала экструзион-ного модифицированного и бактерицида
СНПХ-103, рекомендуется применять для управле-ния
смазочными свойствами БМРФ. Смазку «ССД-2М» по ТУ
2458-001-57029687-2006 [6] сле-дует применять при
высокой плотности БМРФ (более 1600 кг/м3)
при бурении горных пород с температурой более 90 °С.
В качестве дополнительной ингибирующей и смазочной
добавки к БМРФ рекоменду-ется применять
гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-10
БСП по ТУ 2229-068-05808020-00 [7].
Пеногаситель «Софэксил 4248 П» по ТУ
2229-019-42942526-01 [8] рекомендуется приме-нять при
утяжеления БМРФ и при химической обработке
воздухововлекающими реагентами.
В качестве кольматирующей и утяжеляющей добавки в БМРФ
(до плотности 1700 кг/м3)
рекомендуется применять мраморную крошку (карбонат
кальция) по ТУ 5716-003-52817785-03 [9]. При
необходимости дальнейшего утяжеления следует
использовать смесь мраморной крошки и барита по ГОСТ
4682.
С целью регулирования температуры кристаллизации и
образования осадка в солевом растворе, а также
дополнительного ингибирования активных глинистых
отложений рекомен-дуется дополнительное введение в
состав раствора глицирина или других многоатомных
спиртов в количестве 5 мас. %.
Последовательность приготовления БМРФ:
в технической воде растворяется биополимер К.К. «Робус»
в количестве 3 кг на 1 м3технической
воды;
после полного растворения биополимера буровой раствор
обрабатывается крахмаль-ным реагентом «КРЭМ» в
количестве от 6 до 8 кг на 1 м3 бурового
раствора;
затем в буровой раствор вводится формиат Na в
зависимости от необходимой плотно-сти – от 100 до 700 кг
на 1 м3 бурового
раствора;
для предотвращения вспенивания раствор обрабатывается
пеногасителем «Софэксил 4248 П» в количестве 2 кг на 1 м3бурового
раствора;
затем буровой раствор обрабатывается комплексной
смазочной добавкой КСД в количестве 15 кг на 1 м3бурового
раствора;
дополнительную ингибирующую и смазочную добавку ГКЖ-10
БСП рекомендуется вводить в процессе циркуляции в
количестве до 10 кг на 1 м3бурового
раствора;
дополнительное утяжеление БМРФ, если это необходимо,
следует производить мра-морной крошкой.
В случае необходимости снижения вязкости БМРФ рекомендуется
обрабатывать его лигносульфонатным реагентом ФХЛС по ТУ
39-01-08-348-78 [10] через глиномешалку. Для этого следует
приготовить водный раствор ФХЛС совместно со щелочью.
Концентрацию ФХЛС рекомендуется брать от 10 % до 40 % мас.
Концентрацию щелочи рекомендуется брать 10 % от массы ФХЛС.
Ввод порошкообразных сухих реагентов рекомендуется
производить в сухом виде через гидроворонку, эжекторное
устройство или в составе водных растворов через
глиноме-шалку. Пополнение объема БМРФ следует производить
свежеприготовленным БМРФ через глиномешалку.
Взамен основных материалов и химреагентов допускается
применение их аналогов (приложение А).
Технологические параметры БМРФ приведены в таблице Б.1
(приложение Б).
Состав, параметры и технология приготовления ингибированного
малоглинистого бурового раствора на основе формиатов
Ингибированный малоглинистый буровой раствор на основе
формиатов (ИМРФ) рекомендуется применять:
для бурения скважин с большой протяженностью открытого
субгоризонтального ствола с углом наклона более 40° и
температурой до +130 °С
с целью сохранения устойчиво-сти стенок скважины в
условиях длительной циркуляции бурового раствора;
для разбуривания глинистых пород с обменной емкостью до
40 мг-экв/100 г с целью снижения образования избыточных
объемов буровых растворов.
Рекомендуемый состав ИМРФ (мас. %):
глинопорошок – от 2,00 до 3,00;
формиат Na – от 5,00 до 7,00;
-П ПАЦ-В – от 0,15 до 0,20;
-П ПАЦ-Н – от 0,40 до 0,50;
-ГКЖ-10 БСП – до 0,30;
пеногаситель «Софэксил 4248 П» – до 0,20;
-КСД – 1,50;
вода – остальное.
В качестве структурообразователя в ИМРФ рекомендуется
применять глинопорошок ПБМА по ТУ 39-0147001-105-93
[11].
В качестве ингибирующей и утяжеляющей добавки в ИМРФ
рекомендуется применять формиат Na по ТУ
2432-011-00203803-93 [1].
Для управления фильтрационными свойствами ИМРФ
рекомендуется применять полианионную целлюлозу низкой
вязкости «П ПАЦ-Н» по ТУ 2231-015-32957739-00 [12].
Для управления реологическими свойствами ИМРФ
рекомендуется применять поли-анионную целлюлозу высокой
вязкости «П ПАЦ-В» по ТУ 2231-015-32957739-00 [12].
В качестве дополнительной ингибирующей и смазочной
добавки в ИМРФ рекоменду-ется применять
гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-10
БСП по ТУ 2229-068-05808020-00 [7].
Пеногаситель «Софэксил 4248 П» по ТУ
2229-019-42942526-01 [8] рекомендуется приме-нять при
утяжелении ИМРФ и при химической обработке
воздухововлекающими реагентами.
Комплексную смазочную добавку КСД по ТУ
2458-013-35944370-2008 [5], представляю-щую собой
порошкообразную смесь альфа-олефинсульфонатов натрия,
крахмала экструзион-ного модифицированного и бактерицида
СНПХ-103, рекомендуется применять для управле-ния
смазочными свойствами ИМРФ. Смазку ССД-2М по ТУ
2458-001-57029687-2006 [6] сле-дует применять при
высокой плотности ИМРФ (более 1600 кг/м3)
при бурении горных пород с температурой более 90 °С.
В качестве кольматирующей и утяжеляющей добавки в ИМРФ
(до плотности 1500 кг/м3)
рекомендуется применять мраморную крошку (карбонат
кальция) по ТУ 5716-003-52817785-03 [9].
Последовательность приготовления ИМРФ:
в технической воде диспергируется глинопорошок в
количестве от 20 до 30 кг на 1 м3технической
воды;
приготовленная малоглинистая суспензия стабилизируется
«П ПАЦ-В» в количестве от 1,5 до 2,0 кг на 1 м3малоглинистой
суспензии;
необходимые фильтрационные показатели бурового раствора
достигаются обработ-кой «П ПАЦ-Н» в количестве от 4 до 5
кг на 1 м3бурового
раствора;
после полного растворения полимеров буровой раствор
обрабатывается формиатом Na в количестве от 50 до 70 кг
на 1 м3бурового
раствора и пеногасителем «Софэксил 4248 П» в количестве
2 кг на 1 м3 бурового
раствора;
затем буровой раствор обрабатывается комплексной
смазочной добавкой КСД в количестве 15 кг на 1 м3бурового
раствора;
дополнительно в процессе циркуляции следует вводить
ГКЖ-10 БСП в количестве 3 кг на 1 м3бурового
раствора;
регулирование плотности ИМРФ следует производить
добавкой мраморной крошки.
В случае необходимости снижения вязкости ИМРФ рекомендуется
обрабатывать его лигносульфонатным реагентом ФХЛС по ТУ
39-01-08-348-78 [10] через глиномешалку. Для этого следует
приготовить водный раствор ФХЛС совместно со щелочью.
Концентрацию ФХЛС рекомендуется брать от 10 % до 40 % мас.
Концентрацию щелочи рекомендуется брать 10 % от массы ФХЛС.
Ввод порошкообразных сухих реагентов рекомендуется
производить в сухом виде через гидроворонку, эжекторное
устройство или в составе водных растворов через
глиномешалку. Попол-нение объема ИМРФ следует производить
свежеприготовленным ИМРФ через глиномешалку.
Взамен основных материалов и химреагентов допускается
применение их аналогов (приложение А).
Рекомендуемые технологические параметры ИМРФ приведены в
таблице Б.2 (при-ложение Б).
Управление технологическими свойствами и контроль качества
буровых растворов на основе формиатов
Для обеспечения ингибирующей способности ИМРФ при бурении
скважин в интервалах с большой протяженностью концентрацию
формиата Na в буровом растворе реко-мендуется поддерживать
не менее 5 %. Определение содержания формиата натрия в
буровом растворе следует производить по методике,
приведенной в приложении В.
Для поддержания смазочных свойств БРФ смазочную добавку
рекомендуется вво-дить через глиномешалку или
непосредственно через желоб циркуляционной системы. Для
предотвращения вспенивания БРФ смазочную добавку
рекомендуется вводить совместно с пеногасителем или после
него.
Для оптимизации реологических характеристик БРФ при бурении
наклонно напра-вленных, субгоризонтальных и горизонтальных
скважин рекомендуется применять полимеры с высокой
молекулярной массой (полианионная целлюлоза, крахмалы,
биополимеры).
Для предотвращения использования недоброкачественной
продукции при строи-тельстве скважин следует проводить
входной контроль качества всех компонентов БРФ в
соответствии с СТО Газпром 2-3.2-165.
Для поддержания рекомендуемых параметров БРФ следует
производить его очист-ку от выбуренной породы с помощью
четырехступенчатой системы очистки бурового раство-ра
согласно требованиям СТО Газпром 2-3.2-198.
Для обеспечения безопасности проводки скважин контроль
технологических пара-метров БРФ следует производить в
соответствии с требованиями РД 08-254-98 [13] и ПБ 08-624-03
[14].
Для контроля технологических параметров БРФ в процессе
бурения скважин реко-мендуется использовать следующие
приборы (и их аналоги):
ареометр (АБР-1);
вискозиметр (ВП-5);
ротационный вискозиметр (СНС-2);
фильтр-пресс (ВМ-6);
ротационный вискозиметр (OFITE-800);
прибор для измерения активности водородных ионов типа
(рН-150);
устройство измерений фрикционных свойств фильтрационных
корок (ФСК-4);
прибор для измерения содержания твердой фазы и смазочной
добавки в буровом растворе (Реторта);
термометр с диапазоном измерения от 0 °С
до 100 °С.
Для измерений реологической характеристики БРФ при бурении
глубоких скважин рекомендуется использовать
высокотемпературный вискозиметр OFITE-1000. Возможно
применение для этих целей вискозиметра Fann-35 A с
высокотемпературной ячейкой.
Для измерения фильтрации при высоких температурах и давлении
рекомендуется применять фильтр-пресс OFITE-171-01-C.
В процессе бурения особое внимание следует уделять измерению
плотности БРФ на входе и выходе из скважины. Для
своевременного определения «промыва инструмента» следует
измерять температуру выходящего из скважины БРФ.
Параметры БРФ рекомендуется контролировать со следующей
периодичностью:
-плотность по РД 39-00147001-773-2004 [15] один раз в час;
условную вязкость по СТО Газпром 2-3.2-004 один раз в
час;
показатель фильтрации по СТО Газпром 2-3.2-003 через 4–6
ч промывки;
СНС по СТО Газпром 2-3.2-005 через 4–6 ч промывки;
реологические параметры по НД 00158758-251-2003 [16]
через 2–3 ч промывки;
смазочные свойства по НД 00158758-252-2003 [17] через
2–3 ч промывки;
При вскрытом продуктивном горизонте и в осложненных условиях
параметры раствора рекомендуется контролировать со следующей
периодичностью:
плотность – через 15 мин промывки;
условную вязкость – через 15 мин промывки;
показатель фильтрации – через 1–2 ч промывки;
СНС – через 1–2 ч промывки.
Один раз в смену в течение одного цикла циркуляции бурового
раствора через каждые 5–10 минут следует производить замеры
его плотности, условной вязкости и реологических
показателей.
Охрана труда, промышленная безопасность и охрана окружающей
среды
С целью защиты окружающей среды от воздействия компонентов
бурового раство-ра в соответствии с ГОСТ 15846 все
химические вещества следует доставлять на буровую в
заводской упаковке, полиэтиленовых мешках, резино-кордовых
или металлических контей-нерах и хранить в специальных
помещениях, предусмотренных рабочим проектом на
строи-тельство скважин. При работе с химическими реагентами
следует соблюдать правила безопас-ности согласно требованиям
ГОСТ 12.1.007.
Меры безопасности должны быть предусмотрены технической
документацией изготовителя, в том числе паспортом
безопасности вещества по ГОСТ 30333. Запрещается применять
для химической обработки буровых растворов вещества и
материалы, санитарно-токсикологические свойства которых
неизвестны.
Р Газпром 2-3.2-272-2008
10
Приложение А
(справочное)
Основные материалы, химреагенты, применяемые в составе буровых растворов
на основе формиатов, и их аналоги
Таблица А.1 – Основные материалы, химреагенты, применяемые в составе
буровых растворов на основе формиатов, и их аналоги
Назначение
Тип
Основной
Аналог
Название
ТУ
Название
ТУ
Структуро-образователь
Глинопорошок
ПБМА
ТУ 39-0147001-105-93 [11]
ПБМ-24 ПБМА
«Бентокон-Супер»
ТУ 3.58-14310589-103-97 [18]
ТУ 39-0147001-105-93 [19, 20, 21]
ТУ 5751-002-58156178-02 [22]
Биополимер
К.К. «Робус»
ТУ 2458-011-35944370-2007
[2]
«Биоксан»
«Гаммаксан»
ТУ 2458-001-16636639-2005 [3]
ТУ 2458-002-50635131-2003 [23]
Регулирование реологических и фильтрационных свойств
Снижение вязко-сти, фильтрации, дополнительное ингибирование
Лигносульфонат
ФХЛС
ТУ 39-01-08-348-78 [10]
-
-
Кольматация пор коллектора, утяжеление бурового раствора
Мраморная крошка
МР-1, 2, 3, 4, 5
ТУ 5716-003-52817785-03 [9]
-
-
12
Приложение Б
(справочное)
Технологические параметры буровых растворов на основе формиатов
Таблица Б.1 – Технологические параметры БМРФ
Тип бурового раствора
Технологические параметры бурового раствора
Состав раствора
ρ,
кг/м3
Т,
с
Ф,
см3/30
мин
К,
мм
СНС1/10,
дПа
рН
ηпл,
мПа·с
τ0,
дПа
ϕтр
k,
П·с
n
Реагенты и материалы
Потреб-ность ком-понентов, кг на 1 м3
Безглинистый минерализованный
1250
30–35
2,0
0,3
20 / 25
7–8
19,0
53
0,2–0,3
0,4–0,9
0,7
К.К. «Робус»
«КРЭМ»
Формиат Na ГКЖ-10БСП
«Софэксил 4248 П» КСД
3,5
6,0
600,0
4,0
3,0
15,0
Р Газпром 2-3.2-272-2008
Таблица Б.2 – Технологические параметры ИМРФ
Тип бурового раствора
Технологические параметры бурового раствора
Состав раствора
ρ,
кг/м3
Т,
с
Ф,
см3/30
мин
К,
мм
СНС1/10,
дПа
рН
ηпл,
мПа·с
τ0,
дПа
ϕтр
k,
П·с
n
Реагенты и материалы
Потреб-ность ком-понентов, кг на 1 м3
Ингибированный малоглинистый
1050
52
4
0,5
20– 22/
30–32
9,5–11,0
15,0
До 80
0,15–0,20
0,9
0,6
ПБМА
20
«П ПАЦ-В»
2
«П ПАЦ-Н»
Формиат Na ГКЖ-10 БСП
5
50
2
КСД
15
«Софэксил 4248 П»
2
Приложение В
(рекомендуемое)
Определение массовой доли формиата натрия в фильтрате бурового раствора
(экспресс-метод)
Содержание формиата натрия в фильтрате бурового раствора контролируется
измере-нием плотности этого фильтрата при температуре +25 °С
по СТО Газпром 2-3.2-006 и опреде-лением его массовой доли согласно
зависимости, представленной на рисунке (В. 1).
1300
Плотность фильтрата бурового раствора,
кг/м3
1250
1200
1150
1100
1050
1000
0 10
20 30 40 50
Концентрация формиата натрия, %
Рисунок В.1 – Зависимость плотности фильтрата бурового раствора от
содержания формиата натрия в буровом растворе
Библиография
[1] Технические условия ООО «Метафракс» ТУ 2432-011-00203803-93
Формиат натрия технический
[2] Технические условия ЗАО «Промсервис» ТУ 2458-011-35944370-2007
Биополимер К.К. «Робус»
[3] Технические условия ООО «НПО Тетра» ТУ 2458-001-16636639-05
Биополимер ксантановый «Биоксан»
[4] Технические условия ЗАО «Промсервис» ТУ 9187-001-35944370-99
Реагент крахмалосодержащий «КРЭМ»
[5] Технические условия ЗАО «Промсервис» ТУ 2458-013-35944370-2008
[13] Руководящий документ Госгортехнадзора России РД 08-254-98
Инструкция по предупреждению газонефтеводо-проявлений и открытых
фонтанов при строительстве и ремонте скважин в нефтяной и газовой
промышленности
[14] Правила безопасности Госгортехнадзора России ПБ 08-624-03
Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности
[15] Руководящий документ ОАО НПО «Бурение»
РД 39-00147001-773-2004
Методика контроля параметров буровых растворов
[16] Нормативный документ ООО «ТюменНИИгипрогаз» НД 00158758-251-2003
Буровые растворы. Методика выполнения измерений реологических параметров
на ротационном вискозиметре
«OFITE-800» (США)
[17] Нормативный документ ООО «ТюменНИИгипрогаз» НД 00158758-252-2003
Буровые растворы. Методика выполнения измерений коэффициента трения и
предельного давления прочности смазочной пленки на тестере предельного
давления и смазывающей способности 111-00 «OFITE» (США)
[18] Технические условия ОАО «Дашуковские бентониты»