.png&w=384&q=75)
Буферные жидкости можно классифицировать по составу на однофазные, двухфазные и трехфазные. Двухфазные и трехфазные буферные жидкости включают в себя жидкость вместе с твердыми, нерастворимыми добавками (обычно абразивами), такими как вода с пуццоланом, кварцевым песком или цементом, а также нефть с песком или баритом.
Экспериментальные данные показывают, что абразивные материалы повышают моющие свойства буферных жидкостей, так как они могут механически разрушать глинистую корку при движении жидкости. Исследования воздействия абразивных материалов на моющие свойства буферных жидкостей установили, что их добавление изменяет динамику смыва глинистой корки.
Для оценки эффективности различных буферных жидкостей были проведены специальные исследования.
Объектами исследований явились следующие виды буферных жидкостей:
- пресная вода;
- пресная вода + ПАВ;
- пресная вода + реагенты Азимут 1,2,3;
- пресная вода + реагенты Азимут 1,2,3 +ПАВ.
Для исследований использованы следующие виды буровых растворов, состав и свойства которых приведены в таблице 1.
Таблица 1
Состав и свойства буровых растворов
Тип бурового раствора | Свойства раствора | ||||||
Плотность, кг/м3 | В, с | V, Па.с | P, Па | ФП,30mi n/0,1МПа | 10 sec, Па | 10 min, Па | |
Бентанит +0.3% КМЦ | 1100 | 70 | 20 |
| 5 | 4 | 12 |
Биополимерный состав (Вода + 𝑁𝑎2𝐶𝑜3 0.2% + NaOH 0.1% + Барит 20% + Крахмал 2% + Ксантовая смола 0,3%) | 1110 | 47 | 19 |
| 3,4 | 5 | 14 |
Биополимерый (Вода + 𝑁𝑎2𝐶𝑜3 0.2% + NaOH 0.1% + Фермент Натрия 50% + Фхлс 2% + Ксантовая смола 0,3%) | 1190 | 44 | 18 |
| 4 | 4 | 16 |
Исследования проводились на вискозиметре (ВСН-30 И трёхслойная сетка).
Рис. 1. Общий вид экспериментальной установки ВСН-3: 1-трёхслойная сетка; 2-стакан с испытуемой жидкостью; 3-наружный вращающийся цилиндр; 4- измерительный цилиндр
Исследования проводились по методике «Оценки эффективности буферных жидкостей». Процедура проведения экспериментов:
- Приготовить буферную жидкость (БЖ) и буровой раствор (БР).
- Замерить параметры БР.
- Подготовить прибор для исследований.
- Сетку отпустить в БР до образования корки на ней.
- Взвесить сетку на весах (W1).
- Сетку погрузить в стакан с БР до верхней границы сетки на 10 мин.
- По истечению 10 мин вытащить сетку из стакана и 2 мин дать стечь БР.
- Взвесить сетку на весах (W2).
- Опустить сетку с БР в стакан с БЖ, и оставить зазор между стаканом, сеткой и наружным вращающимся цилиндром до верхней границы сетки.
- Включить мотор на 200 об/мин и прокрутить 5 мин.
- По истечению 5 мин извлечь сетку из стакана с БЖ и 2 мин дать стечь БЖ.
- Взвесить сетку на весах (W3(5)).
- Далее повторить процедуры с п. 7 по п. 10, снятые показания W3(10), W3(15)), W3(20)), W3(30)) внести в таблицу протокола.
- Процент смыва корки рассчитать по формуле:
% = (W2 – W3(n+5))*100 / (W корки)
Где W1 – вес сетки; W2 – вес сетки насыщена бурового раствора (корка);
W корки – вес корки = W2 – W1;
W3(n+5) – вес сетки с корки после ее отмывания.
% = (W2 – W3(n+5))*100 / (Wкорки)
Изложены анализы результатов экспериментальных исследований эффективности отмывающей способности и поставлена сравнительная оценка по действию с разными буровыми растворами.
Объектами исследований явились следующие виды буферных жидкостей:
- пресная вода;
- вода с ПАВ в количестве 2% (ОП-10 или Сульфонал);
- сухие буферные порошки Азимут 1; 2; 3;
- сухие буферные порошки Азимут 1; 2; 3+ПАВ 2% (Сульфонал);
- сухие буферные порошки Nerspacer 100 (ойл Энерджи) 0,5%;
- Буферные жидкости Nerspacer 200 (ойл Энерджи) 0,5–3%;
Все сухие порошки предварительно растворялись в пресной воде.
Для исследований использованы различные буровые растворы на основе бентонита и два биополимерных раствора.
Так же при исследовании для повышений проверки эффективности отмывающих способностей используемых буферных жидкостей были использованы 3 вида буферных растворов, используемых в реальных условиях процесса бурения. Методика испытаний позволила в динамических условиях следить за состоянием глинистой корки, сформированной на пористой поверхности. Процесс формирования глинистой корки осуществляли под определенном давлением в течение 10 мин, затем помешали в буферную жидкость и приводили во вращения.
Проведения исследования работы проводились в 3 стадии:
- стадия первая включала в себя наращивание глинистой корки;
- стадия вторая разрушение глинистой корки;
- последняя третья стадия взвешивание отмытой глинистой корки.
Рис. 2. Отмывающая способность буферных растворов полимерного бурового раствора № 1
Рис. 3. Отмывающая способность буферных растворов бурового раствора на основе бентонита
Нам же не важен конечный результат, а нам важен момент, который выделен красным, у нас БЖ всего лишь на 3–5 куба метров раствора. Она проходит за время в затрубном пространстве в течение 3–5 минут, а вот на рисунке 4 процент отмывания для одной БЖ за 10 минут составляет 70%, а другой получилось 30%,
Рис. 4. Процент отмывающей способности буферных растворов
Отсюда видно какая из них лучше. Несмотря на то что у никоторых буферных жидкостей конечная отмывающая способность дострочено высокая составляет где-то (70–90%), то краткосрочно, то есть за 5-минутный интервал отмывающая способность не перевешает 45%.
Проведенные эксперименты показали, что буферные жидкости имеют различную отмывающую способность. Предлагаемый метод позволяет однозначно оценить моющую способность буферных жидкостей и сравнить их эффективности. Кроме того, предлагаемый метод может быть использован для исследования воздействия буферной жидкости на глинистую корку в зависимости от режима течения и физико-химических свойств буровых растворов и буферных жидкостей.
По результатам исследования можно определить наилучшую буферную жидкость за первые 10 мин исследования. Это время, которое буферная жидкость при цементировании контактирует со стенкой скважины. Результаты приведены в таблице 2, в которой приведены буферные системы, показавшие за 10 мин отмывающую способность более 60%.
Таблица 2
Рациональная область применения буферных жидкостей
Буферные растворы | Степень удаления за 10 мин, % буферным раствором | ||||
Азимут 1 (2,5%) | Азимут 2 (2,5%) | Азимут 3 (2,5%) | Nerspacer 100 (0,5%) | Nerspacer 200 (0,5-3 %) | |
Бентонит |
|  73% |
|  80% |  75% |
Полимерный № 1 |  78% |  95% |  85% |  95% |  90% |
Полимерный № 2 |  89% |  96% |  92% |  96% |
|
Из нее видно, что эффективность буферных жидкостей зависит от типов применяемых буровых растворов. При этом видно, что многие традиционные буферные жидкости не могут принести никакой пользы при креплении скважин.
Основные выводы и рекомендации:
- Выполненный анализ промыслового материала показал, что очень высокий процент (выше 50 %) некачественного крепления нефтегазовых скважин связан с применением буферных жидкостей, не обеспечивающих разделение тампонажного и бурового раствора, полное вытеснение из затрубного пространства промывочной жидкости, удаления трудновытесняемых языков твердой фазы.
- Для повышения качества крепления скважин были разработаны буферные жидкости, обладающие одновременно кольматирующими и струтурно-реологическими свойствами, обеспечивающие разделения тампонажного и бурового растворов, очистку ствола от промывочной жидкости и слоев твердой фазы и повышения качества сцепления цементного камня со стенками скважин.
- Проведенные с помощью предлагаемого метода сравнительные испытания ряда известных буферных жидкостей показали, что хорошими отмывающими свойствами обладают растворы: Азимут 1, Азимут 2, Азимут 3, Nerspace 100, Nerspace 200, вода с ПАВ которые существенно превосходят многие традиционные буферные жидкости на основе воды, При этом буферные порошки Азимут 2 и Nerspace 100 показали эффективность смыва выше, чем другие, что хорошо вписывается в производство импортозамещающих материалов для нефтегазовой промышленности. Они показали хорошие результаты отмывающей способности, причем в разбавленном виде, поэтому я считаю, что из всех материалов, которые есть они наиболее перспективно.
.png&w=640&q=75)
