Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 109

 

593 

Обычные  рассолы  -  хлористый  натрий,  хлористый  натрий/безводная  кальцинированная 
сода, хлористый кальций. 

 

Хлористый натрий 

Хлористый  натрий  или  обычная  соль  широко  используется  в  качестве  пакерной  

жидкости.  Раствор  соли  всегда  имеется  на  большинстве  продуктивных  площадей.  С 
плотностью  до  10,0  ф/гал  или  приготавливается  разведением  соли  в  пресной  воде  (табл. 
1). 

Соляные растворы коррозионны. Проблемы коррозии решаются регулированием рН 

выше  10,5  добавлением  каустической  соды,  едкого  калия  или  извести.  Регулировка  рН 
выше  10,5  не  гарантирует  не  коррозионность  раствора.  Иногда  требуется  применение 
замедлителя  коррозии,  совместимых  с  системой.  Иногда,  например,  кислородный 
раскислитель используется вместе с CONQOR



 303. 

  

Таблица 1 

Требования  к  материалам  для  приготовления  растворов  хлористого  натрия  (70°)  - 

конечный продукт основан на 100% чистоты. Эвтектическая смесь 

Плотность 

фунт/гал 

NаСI 

Весовой % 

Пресная вода 

конечная 

Хлористый  

натрия. ф/бар 

CI 

Mg/I 

Кристаллизация 

°F 

8,34 

0,0 

1,000 

— 

— 

32 

8,4 

1,0 

,998 

4,0 

8,460 

31 

8,6 

4,5 

,986 

16,2 

26,643 

27 

8,8 

7,6 

,976 

28,0 

49,139 

24 

9,0 

11,0 

,961 

41,5 

72,267 

19 

9,2 

14,0 

,948 

54,6 

95,690 

14 

9,4 

17,0 

,934 

68,0 

119,236 

9 

9,6 

20,0 

,919 

81,5 

142,805 

3 

9,8 

23,0 

,903 

95,4 

166,344 

-5



 

10,0 

26,0 

,887 

109,1 

189,048 

25



 

pрm = % х 10,000 

 

Хлористый натрий/безводная кальцинированная сода 

Часто требуются растворы плотностью выше 10,0 ф/гал. Смесь хлористого натрия и 

безводной  кальцинированной  соды  имеет  плотность  до  10,6  ф/гак.  Химический  раствор 
как пакерная жидкость считается не коррозионным. 

 

  

Блокирующие таблетки хлористого натрия 

SAFE-LINK



    и  SAFE-BLOK



  -  состоят  из    специально  обработанных  солей 

хлористого натрия и смеси полимеров. При концентрации насыщенного рассола 10,0ф/гал 
частицы соли остаются в растворе в виде кристаллов и служат агентами блокирования и 
снижения  водоотдачи.  Смесь  солей  снижает  до  минимума  нарушения  в  продуктивных 
зонах.  Преимущество  этой  системы  -  широкий  диапазон  плотности  от  10  до  13  ф/гал  и 
минимальная водоотдача. Таблетки водорастворимы,  но необходимо изучение методики 
их разгрузки. 

 

Хлористый кальций 

Раствор хлористого кальция может иметь плотность 1 1,8 ф/гал (табл. 2). Хлористый 

кальций имеет абсолютное тепло раствора, т.е. выделяется тепло при добавлении сухого 
хлористого кальция в воду. Поэтому, требуемый объём хлористого кальция для получения 
нужной  плотности  определяется  заранее,  т.к.  конечная  плотность  при  повышенной 

 

594 

температуре  уменьшается.  Свежий  раствор  СаСI

2

  считается  средне  щелочным  и  средне 

коррозионным. Темп коррозии снижается ингибитором. 

 

Таблица 2 

Требования  к  материалам  для  приготовления  раствора  хлористого  кальция  (70  )  — 

конечный продукт основан до 95% чистоте. 

Плотность 

фунт/гал 

Пресная вода 

(%H

2

O  бор) 

Хлористый  

кальций. ф/бар 

СаCI

2

 

Весовой% 

Кристаллизация 

°F 

10,0 

,929 

95 

22,6 

-8 

10,2 

,919 

107 

23,7 

-18 

10,4 

,909 

119 

25,9 

-29 

10,6 

,899 

131 

28,0 

-43 

10,8 

,888 

143 

29,9 

-59 

11,0 

,879 

155 

32,0 

-22 

11,2 

,866 

167 

35,5 

0 

11,4 

,854 

180 

37,6 

27 

11,6 

,842 

193 

39,6 

44 

 

Загущенные рассолы 

Некоторые  загустители  могут  повредить  продуктивные  пласты.  Некоторые  добавки 

контроля  вязкости  и  водоотдачи  включают  бентонит  или  аттапульгит.  Они  оседают  в 
горах  и  сильно  снижают  проницаемость.  Последнее  время  широко  применяются 
природные,  усовершенствованные  или  синтетические  полимеры.  Полимеры  не  содержат 
твёрдых  веществ  и  менее  вредны  для  пласта.  К  ним  относятся  гидроксиэтилцеллюлоза 
(НЕС) биополимер (ХСД), полианионная целлюлоза (POLYPAC



) и   крахмал. 

Некоторые сочетания загустителей и агентов контроля водоотдачи дают жидкости с   

относительно  низким  содержанием  твёрдых  веществ  с  хорошим  контролем  вязкости  и 
фильтрации. Нужная плотность достигается подходящим рассолом с утяжелителем. 

В  полимерной  системе,  состоящей  из  воды  и/или  воды  и  электролита,  полимер 

является  растворенным  загустителем  и  агентом  контроля  водоотдачи.  Системе  требует 
небольшого  количества  взвешенных  материалов  для  контроля  водоотдачи.  Мелкий 
материал обычно разделен по сортам и размеру  и состоит из солей, растворимых в воде 
или карбонатов, растворимых в соляной кислоте. 

На  систему  не  влияют  обычные  примеси,  кроме  глинокислоты.  Эти  жидкости 

готовятся  с плотностями от  8,4  ф/гал  до  13,0 ф/гал.  Полимерные  системы осуществляют 
контроль водоотдачи и вязкости в рассолах для ремонтных работ. 

Замедлители  коррозии  и  биоциды  в  большинстве  своем    совместимы  с  этой 

системой. Система устойчива длительное время. Потери давления при высоких скоростях 
циркуляции минимальны. С площадью этой системы легко контролировать умеренные до 
серьезных высачиваний. 

Плотность  рассолов  хлористого  кальция  значительно  снижается  при  температуре 

выше  250°F.    Другие  соли  -  бромистый  кальций,  бромистый  натрий  и  бромистый  цинк  
используются  для  получения  плотности  выше  11,7  ф/гал  в  отдельности  или  в  смесях. 
Выбор  смесей  зависит  от  требуемой  плотности,  температуры,  скорости  коррозии  и 
стоимости разных рассолов. 

 

Нефть 

Добываемая  сырая  нефть  или  переработанная  может  использоваться  как  жидкости 

для  ремонта  и  заканчивания.  Системы  не  содержат  твердых  веществ,  загустителей  или 
эмульгированной воды и поэтому не утяжеляются. 

 

595 

Степень  просачивания  их  в  проницаемые  зоны  зависит  от  нескольких  факторов. 

Увеличение  вязкости  нефти  в  результате  гидростатического  давления  снижает 
просачивание.  При  низкой  температуре  в  скважине  вязкость  нефти  повышается,  И 
наоборот,  нефть  разжижается  и  высачивание  увеличивается  при  высокой  температуре. 
Величина разности давления между жидкостью и пластом определяет темп высачивания в 
пласт. 

Если  есть  возможность,  сырая  нефть  прекрасная  жидкость  для  ремонта  и 

заканчивания, т. к. не приводит к нарушениям в пласте.   

Вес  нефти  самый  низкий  из  всех  имеющихся  жидких  систем,  поэтому  является 

идеальной жидкостью на площадях с низким давлением, где нельзя использовать пену, газ 
или воздух. Такие примеси как соленая вода и цемент влияния не систему не оказывают. 

Однако, во время операций, связанных с очень высокой забойной температурой или 

необходимостью фрезерования нефтяные жидкости имеют свои недостатки, У некоторых 
нефтей  низкие  точки  воспламенения  и  горения.  Если  температура  в  нагнетательных 
линиях достигла этих точек, возникает опасность. Поскольку сама  нефть 

не 

имеет 

структуры  геля,  можно  предположить  вынос  нефтью  железные  нанеси  из  скважины. 
Неотфильтрованные нефти могут содержать мелкие  частицы, разрушающие пласты. 

 

Нефтедисперсионные буровые растворы

. 

Растворы на нефтяной основе и обращенные эмульсии широко используются 

как 

жидкости  для  ремонта  и  заканчивания.  Плотность  флюида  позволяет  иметь  большой 
диапазон  твёрдых  веществ.  Если  система  использовалась  раньше,  в  ней  может  быть 
увеличенный  объём  твёрдых  веществ  низкого  уд.  веса.  Процент  эмульгированной  воды 
изменяется согласно определенным критериям.   

Высокая  начальная  стоимость  -  сдерживающий  фактор  для  поверхностного 

пользования этих жидкостей. Примером особого случая использования их является знания 
о водочувствительности пласта и требования утяжеленного раствора. Здесь альтернативы 
нефте-дисперсионному  раствору  нет.  Этот  раствор  применим  для  глубоких  горячих 
скважин,  где  обычные  растворы  на  водяной  основе  не  стабильны.  Редким  исключением 
является  контакт  нефтечувствительного  пласта  к  углеводородам.  Раствор  на  нефтяной 
основе  с  высокой  концентрацией  смачивающего  агента  может  изменить  смачиваемость 
пласта. 

Правильно  обработанные  нефтедисперсные  растворы  стабильны  в  течение 

длительного времени, не требует наблюдения и ухода, если только сильно не загрязнены. 
Растворы устойчивы к высокой температуре. Поскольку «фильтратом» растворов является 
нефть, они не разрушают водочувствительные пласты. 

Перед  использованием  бурового  раствора  в  качестве  жидкости  для  ремонта  и 

заканчивания существует риск разрушения продуктивной зоны, что следует всегда иметь 
в виду. В используемых растворах размер твёрдых частиц очень разнообразен, что может 
блокировать  продуктивную  зону.  В  них  также  содержится  другие  примеси  или 
химические веществе, присущие буровым раствор но вредные для продуктивной зоны. 

Обязательно  оценивается  совместимость  ранее  использовавшихся  буровых 

растворов,  т.к.  основная  задача  жидкостей  для  раствора  или  заканчивания  -  сохранить 
целостность существующей проницаемости и пористости. 

Использование  ранее  применявшихся  буровых  растворов  экономично,  они  всегда 

есть  на  буровой  или  легко  приготавливаются  имеющимся  оборудованием,  кроме  того, 
исключается  необходимость  во  «второй»  циркуляционной  системе  и  проблемы 
вытеснения, разгрузки и потери времени.  

 

Пена 

Пена  -  это  стабильная  аэрированная  глинистая  эмульсия  со  стабилизирующими 

добавками  и  пенообразующими  агентами.  Эта  система  имеет  особое  применение,  где 

 

596 

экономические,  механические  или  другие  причины  не  позволяют  применять  другие 
системы.  Для  замедления  разрыва  воздуха  в  кольцевом  пространстве  пене  должна  быть 
очень жёсткой как аэрированный крем для бритья. Её нельзя рециркулировать и следует 
выбраковывать  на  поверхности  нагнетанием  через  выкидную  линию  в  отстойник  или 
запасной амбар. 

Преимущества  применения  пены  для  заканчивания  при  низком  давлении  или  для 

очистки: 

1.  Низкое  гидростатическое  давление  (вес  0,3-0.6  ф/гал)  снижает  проникновение  в 

поры пласта. 

2. Полный возврат с пеной на площадях, где натурального веса обычных жидкостей 

нельзя циркулировать из-за низкого градиента разрыва. 

3. Анализ возвратной пены определит наличие нефти или соленой воды. 
4.Низкое 

гидростатическое 

давление 

позволяет 

обратную 

циркуляцию 

разбуриваемых твёрдых веществ. 

5. Для запуска успешной пенной системы нужен небольшой объем воздуха или газа 

(+200 СFМ ). 

Ограничения использования пены в качестве жидкости для заканчивания при низком 

давлении или для очистки: 

1. Низкое гидростатическое давление способствует проникновению в ствол рыхлых 

пород. 

2. Применение пены возможно только в пластах с низким давлениям. 
3. Иногда требуются очень высокие скорости нагнетания газа/воздуха или жидкости 

дня  сохранения  стабильности  пены,  если  скважина  избыточно  продуцирует  нефтью  или 
соленой водой. 

4.  Ниже  3000  футов  ±  пена  сжимается  до  почти  жидкого  состояния;  нарушенная 

консистенция не обеспечивает вынос шлама из скважины.  

 
 

ГЛАВА 19. 

Взаимосвязь буровых растворов и  окружающей среды 

Введение. 

Условия  окружающей  среды  занимает  большое  место  в  проектах  разработки 

буровых  растворов.  С  этим  тесно  связано  размещение  продуктов,  циркуляционной 
системы и шлама. 

Литература по окружающей среде основывается и влияет на каждый аспект буровых 

операций,  включающий  приобретение  и  изготовление  сырья  материалов/продуктов, 
транспорт,  складирование,  безопасность  персонала,  использование  и  размещение. 
Правила охраны окружающей среды и здоровья до некоторой степени перекликаются друг 
с другом, но правиле охраны здоровья касаются зашиты персонала, а охране окружающей 
среды включает любое воздействие на неё, т. е. воздух, вода или твёрдые отбросы. 

Размещение отработанных твёрдых веществ - наиболее важная задача с точки зрения 

эффективности  и  охраны  среды,  с  которой  нефтяная  про  столкнулась  в  90-е  годы. 
Продукты, способствующие бурению, не должны быть токсичными и опасными. 

 

Правила охраны среды и здоровья 

Эти правила влияют на производство буровых растворов и циркуляционные системы 

либо  прямо  через  ограничения,  либо  косвенно  через  экономический  контроль.  Перед 
выпуском  на  рынок  все  материалы  и  продукты  испытываются  на  стадии  разработки  и 
изготовления. 

Системы  буровых  растворов  очень  сложны  и  подчиняются  правилам  в  целом,  а  не 

частями.  Химические  элементы  испытываются  отдельно  для  определения  их  влияния  на 
среду и здоровье. Правила подразделяются на морские и наземные.