Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук : Специальность: 25.00.15 Технология бурения и
освоения скважин. — Уфа: 2015. — 210 с.
Проблема разработки и совершенствования рецептур промывочных
жидкостей с учетом постоянного изменения геолого-технологических
условий бурения остается актуальной и в настоящее время.
Цель работы. Повышение эффективности строительства скважин
применением буровых растворов на основе сухих полимерных смесей (на
примере месторождений Республики Башкортостан).
Задачи исследования.
Анализ применения буровых растворов, обоснование их технологических параметров, соответствующих сложившимся геологическим условиям бурения скважин.
Исследование механизмов взаимодействия в полимер-глинистых и безглинистых биополимерных системах, приводящих к улучшению технологических параметров буровых растворов.
Разработка составов сухих полимерных смесей (СПС), обеспечивающих получение буровых растворов с заданными значениями технологических параметров.
Совершенствование технологии приготовления буровых растворов на основе СПС.
Проведение опытно-промысловых испытаний разработанных буровых растворов на основе СПС и оценка их эффективности. Научная новизна.
Впервые установлено, что организация надмолекулярной интерполимерной структуры в растворе, получаемом из сухой полимерной смеси реагентов Celpol RX, Праестол-2540 и Na2CO3, улучшает параметры промывочной жидкости (транспортирующая способность в 1,8 раза и показатель фильтрации в 2,5 раза) по сравнению с аналогичными параметрами растворов, приготовленных способом поочередного ввода реагентов.
Исследованиями обосновано, что взаимодействие ацетатных и пирувантных группировок ксантанового биополимера и гидроксильных группировок гуаровой смолы способствует повышению реологических параметров бурового раствора более чем на 35%, снижение показателя фильтрации более чем на 30% достигается использованим в составе сухой полимерной смеси ксантанового биополимера и крахмального реагента в концентрации соответственно 0,5% и 1,6%
Экспериментально на функционально логическом уровне обоснован алгоритм определения критической области размеров кольматирующих агентов для создания в стенках скважины гидравлического экрана, препятствующего проникновению фильтрата бурового раствора в поглощающие и продуктивные пласты. Теоретическая значимость работы.
Теоретически показано и реализовано возникновение синергетического эффекта при формировании надмолекулярной и интерполимерной структуры в полимерных системах;
Получены адаптирующие коэффициенты приведения, уточняющие формулу Козени-Кармана, позволяющую прогнозировать реальный размер каналов поглощающего горизонта и идентифицировать их форму.
Практическая значимость работы.
Создана база данных по буровым растворам и осложнениям, анализ которой выявил предпосылки для разработки составов СПС.
Разработаны рецептуры буровых растворов на основе СПС для всего цикла строительства скважин, обеспечивающие повышение основных технико-экономических показателей бурения.
Разработана и предложена технология получения сухих полимерных смесей и приготовления буровых растворов с использованием установки НР-150, позволяющей кратно снизить время приготовления промывочной жидкости с проектными технологическими параметрами.
Разработан СТО 7.07-2010 «Методика определения технологических параметров буровых растворов» для применения в аккредитованных лабораториях, содержащих современное оборудование.
Результаты диссертационной работы внедрены в практику буровых работ путем включения в проектно-сметную документацию строительства скважин.
Разработан алгоритм подбора кольматирующих агентов, применяемый при составлении проектно-сметной документации на строительство скважин при подборе смесей кольматантов для предупреждения и ликвидации осложнений в бурении.
Задачи исследования.
Анализ применения буровых растворов, обоснование их технологических параметров, соответствующих сложившимся геологическим условиям бурения скважин.
Исследование механизмов взаимодействия в полимер-глинистых и безглинистых биополимерных системах, приводящих к улучшению технологических параметров буровых растворов.
Разработка составов сухих полимерных смесей (СПС), обеспечивающих получение буровых растворов с заданными значениями технологических параметров.
Совершенствование технологии приготовления буровых растворов на основе СПС.
Проведение опытно-промысловых испытаний разработанных буровых растворов на основе СПС и оценка их эффективности. Научная новизна.
Впервые установлено, что организация надмолекулярной интерполимерной структуры в растворе, получаемом из сухой полимерной смеси реагентов Celpol RX, Праестол-2540 и Na2CO3, улучшает параметры промывочной жидкости (транспортирующая способность в 1,8 раза и показатель фильтрации в 2,5 раза) по сравнению с аналогичными параметрами растворов, приготовленных способом поочередного ввода реагентов.
Исследованиями обосновано, что взаимодействие ацетатных и пирувантных группировок ксантанового биополимера и гидроксильных группировок гуаровой смолы способствует повышению реологических параметров бурового раствора более чем на 35%, снижение показателя фильтрации более чем на 30% достигается использованим в составе сухой полимерной смеси ксантанового биополимера и крахмального реагента в концентрации соответственно 0,5% и 1,6%
Экспериментально на функционально логическом уровне обоснован алгоритм определения критической области размеров кольматирующих агентов для создания в стенках скважины гидравлического экрана, препятствующего проникновению фильтрата бурового раствора в поглощающие и продуктивные пласты. Теоретическая значимость работы.
Теоретически показано и реализовано возникновение синергетического эффекта при формировании надмолекулярной и интерполимерной структуры в полимерных системах;
Получены адаптирующие коэффициенты приведения, уточняющие формулу Козени-Кармана, позволяющую прогнозировать реальный размер каналов поглощающего горизонта и идентифицировать их форму.
Практическая значимость работы.
Создана база данных по буровым растворам и осложнениям, анализ которой выявил предпосылки для разработки составов СПС.
Разработаны рецептуры буровых растворов на основе СПС для всего цикла строительства скважин, обеспечивающие повышение основных технико-экономических показателей бурения.
Разработана и предложена технология получения сухих полимерных смесей и приготовления буровых растворов с использованием установки НР-150, позволяющей кратно снизить время приготовления промывочной жидкости с проектными технологическими параметрами.
Разработан СТО 7.07-2010 «Методика определения технологических параметров буровых растворов» для применения в аккредитованных лабораториях, содержащих современное оборудование.
Результаты диссертационной работы внедрены в практику буровых работ путем включения в проектно-сметную документацию строительства скважин.
Разработан алгоритм подбора кольматирующих агентов, применяемый при составлении проектно-сметной документации на строительство скважин при подборе смесей кольматантов для предупреждения и ликвидации осложнений в бурении.