Обработка бурового раствора от цементной агрессии

Обновлено: 01.05.2024

Во время бурения и цементирования скважины буровой раствор может загрязнятся различными материалами.

Наиболее распространенными являются следующие:

Хлорид натрия (поваренная соль) попадает в систему бурового раствора в результате разбуривания соляных куполов, пластов каменной соли, или любых пластов содержащих соленую воду. Загрязнение приводит к увеличению вязкости, ПНС и прочности геля, понижению водородного показателя рН. В этом случае параметры буревого раствора регулируются путем добавления разжижителей, а для повышения рН в раствор добавляют каустиническую соду.

Ангидрит и гипс являются формами сульфата кальция (СаSO₄). Гипс содержит воду (СаSO₄ •Н₂О), а ангидрит нет (СаSO₄). При контакте с буровым раствором повышается пластическая вязкость, ПНС и прочность геля. Методы борьбы заключаются в добавлении каустической соды и хромлигносульфонатов.

Цемент проникает в буровой раствор вследствие неудачного цементирования или при цементировании под давлением. В этом случае повышается пластическая вязкость, ПНС и прочность геля. В этом случае в буровой раствор добавляют бикарбонат натрия, который при контакте с цементом осаждает нерастворимый осадок в виде карбоната кальция: NaHCO₃+Ca(OH)₂→CaCO3+NaOH+H₂O.

Оборудование для регулирования параметров раствора

Буровой раствор готовят путем смешения воды (или нефти) с бентонитом, баритом или различными другими химическими реагентами, чтобы получить флюид с соответствующими свойствами суспензии и текучести. В процессе бурения буровой раствор диспергируется и выносит буровой шлам, изменяющий его первоначальные свойства. Если этот шлам не удалить то буровой раствор потеряет требуемые свойства, что повлечет за собой сбои в работе (например, поглощение раствора).

Назначение оборудования для регулирования параметров раствора – обработка раствора, выходящего из скважины, путем удаления нежелательной вырубленной пароды и, если необходимо, добавление твердой фазы и химических реагентов. На Рис. 7 приведена схема полного комплекта оборудования не утяжеленных и утяжеленных (например, баритом) растворов.

Комплект системы регулирования параметров бурового раствора можно разделить на три секции:

1) приемный резервуар, содержащий кондиционный буровой раствор, который будет закачен в скважину;

2) секция добавления в раствор реагентов и смешения раствора;

3) секция удавления из раствора нежелательной твердой фазы.

3. уравнения гидромеханики (МСС) [1]

Кинематика сплошной среды

Общая задача кинематики – описание движения среды. Так как сплошная среда представляет собой непрерывную совокупность точек, то описание движения среды - значит, описать движение всех ее точек.

Существует два исторически сложившихся способа задания движения – Лагранжа и Эйлера.

Способ Лагранжа заключается в задании кинематических уравнений движения в виде совокупности переменных Лагранжа (x_i, t):

Здесь, текущее координата x_i определяется координатами фиксированной точки среды x_i и временем t.

Основная задача МСС – определение закона движения (2.1).

Задание движения проекции скоростей и ускорений точек среды на оси координат определяются как:

Способ Эйлера заключается в задании переменных скорости и ускорения как функции переменных Эйлера - координат точек пространства x_i и времени t:

Основное различие между методами Лагранжа и Эйлера состоит в том, что с точки зрения Лагранжа нас интересуют законы изменения положения, скорости, ускорения и других величин данной индивидуальной точки сплошной среды, а с точки зрения Эйлера – перемещение, скорость, ускорение и т.д. в точке пространства, мимо которой в данный момент проходит частица.

В настоящее время наиболее применяемым способом является способ Эйлера.

Запись уравнения движения среды в переменных Эйлера позволяет записать изменения расчетной (искомой) функции в виде:

Здесь - субстанционная ли полная производная; - локальная (местная) производная, характеризует изменение функции в данной точке пространства в единицу времени; - конвективная производная, характеризующая изменение функции по координатам.

1. Цемент является одним из наиболее часто встречающихся наиболее сёрьезных загрязнителей.

2. Сильно загрязненные, растворы необходимо сбрасывать.

3. Нельзя обрабатывать загрязненный цементом раствор кальцинированной содой.

5. Другие реагенты, с помощью которых можно обработать раствор для снижения рН:

Разжижение морской водой (но не пресной)

В экстренных случаях (например, когда нет SAPP), можно рассмотреть добавление соляной кислоты, хлорида магния, феррохромлигносульфоната или лигнита.

6. Старайтесь не допускать загрязнения цементом в случае, если в растворе применяется (или применялся) лубрикант на основе растительного масла, такой как VALUBE NP. При гидролизе растительного масла может произойти смачиваемость твердой фазы маслом, что может привести к выпадению барита в осадок или к захватыванию воздуха.

7. Не допускайте временного быстрого роста вязкости, если общая жесткость раствора высока. Загрязнение цементом приводит к выпадению в осадок растворимого магния в виде водного геля, который может вызвать резкие колебания вязкости. Со временем, этот эффект исчезнет, т.к. гпдроксид магния кристаллизуется в более твердую форму.

8. Помните, что загрязнение цементом дает наихудшие последствия в случае, если цементный раствор не схватился. Полностью затвердевший цемент вызывает меньше проблем при загрязнении.

9 Объем цемента в буровом растворе может быть рассчитан из значения Pm.

Последствия Загрязнения Цементом

Главным последствием загрязнения цементом является резкий рост рН н и содержания растворимого кальция. Из этих двух последствий наиболее важным является рост рН, который приводит к:

1. Флокуляции твердой фазы и последующий рост вязкости. В отсутствии диспергаторов флокуляция начнется при рН ± 11,2.

2. Выпадению в осадок анионных полимеров, таких как КМЦ или РАС Р (R), ведущее к резкому росту водоотдачи. Выпадение в осадок анионных полимеров происходит вследствии одновременно высокого уровня рН и кальция. Однако, как указывалось выше, уровень рН является наиболее важным фактором. Полимеры, такие как РАС Р (R) наилучшим образом функционируют при концентрации кальция от 1000 до 2000 мг/л, если значение рН сохраняется на уровне ниже 10. При нейтральных значениях рН полимеры могут выдержать концентрацию кальция ±5000 мг/л Са 2+ .

3. Выпадению любых количеств растворенного магния в осадок в виде гидратированного геля. Если концентрация растворенного магния высока (т.е. при высокой общей жесткости), это может привести к резкому (но временному) росту вязкости и снижению водоотдачи. Со временем, осадок гидроксида магния кристаллизуется в менее гидратированную форму и повышенная вязкость исчезает.

4. Гидролизу растительных масел в растворе. Такие масла обычно входят в состав лубрикантов, таких kак valube NP. Гидролиз ведет к образованию кальциевого мыла, которое может привести к смачиваемости барита маслом и его быстрым поглощениям.

Другой возможностью является захват воздуха частично смоченными маслом поверхностями частиц твердой фазы. Это ведет к образованию пены, трудно поддающейся обработке большинством пеногасителей. Такой гидролиз наиболее вероятен при высоких температурах.

Обработка Растворов Против Загрязнения Цементом

Необходимо сбрасывать сильно загрязненный раствор. Если это невозможно, постарайтесь изолировать раствор в доливной емкости. Обработка должна быть направлена на снижение рН. Это обычно достигается добавлением бикарбоната.

Можно применять также добавление SAPP или разбавление морской водой (или солоноватой водой с высокой общей жесткостью).

В экстренных случаях можно произвести обработку соляной кислотой, хлоридом магния или ФХЛС/хромлигнитом.

Далее приводится более подробная информация по этим обработкам:

I. Бикарбонат Натрия

Если рассматривать цемент как гидроксид кальция, то имеет место следующая реакция:

а. Са(ОН)2 + NaHCO3———> СаСОз ↓ + NaOH +H2О

b. NaOH + NаНСОз——> Na2CO3 + Н2О

т.е. Са(ОН)2 + 2NaHC03 -——> СаСОз ↓ + Na2C03 + H2O

Обратите внимание; что побочным продуктом этой реакции является

. кальцинированная сода (Na2C03). Это все же довольно сильная щелочь, но она может быть нейтрализована растворимыми ионами кальция. Обычно, количество присутствующих в растворе ионов является достаточным для нейтрализации и поэтому будет происходить падение рН. Однако, в растворах на основе пресной воды может возникнуть необходимость в источнике ионов кальция (например гипс или хлорид кальция) для того, чтобы уровень рН упал.

Обработку бикарбонатом предпочтительно проводить до разбуривания цемента. Обычно, концентрация от 0,5 до 1.0 ф/бар (1,43-2,86 кг/м 3 ) является достаточной, однако если количество цемента больше обычного, то необходимо увеличить концентрацию. Для последующей обработки необходимый объем бикарбоната может быть рассчитан, как:

0,59 х Рm фунт./бар. или 1.68 х Рm кг/м 3

Примечание: При избыточном количестве бикарбоната в бентонитовых растворах могут возникнуть проблемы, особенно при высоких температурах.

sapp представляет собой пирофосфат натриевой кислоты Na2P2O5(OH)2. Kaк видно из названия - это кислая соль, дающая в воде рН равный от 4 до 4,5. Поэтому, SAPP очень -эффективен для снижения высокого рН, вызванного загрязнением раствора цементом и для удаления избыточного растворимого кальция в виде нерастворимого фосфата кальция.

В качестве реагента для обработки раствора против загрязнения цементом, sapp можно применять независимо от температуры и концентрации кальция.

Обработка избыточными количествами SAPP может вызвать проблемы в глинистых растворах из-за очень сильного дефлокулирующего эффекта, но в полимерных растворах это менее вероятно. Рекомендуетсл проводить пилотные испытания.

3. Соляная Кислота (HCI) .

Обычно соляная кислота не входит в перечень реагентов, хранящихся на буровых, ноее легко достать и если отсутствуют бикарбонат или SAPP, то можно применять соляную кислоту. Безусловно, соляная кислота требует осторожного обращения. Концентрированная кислота должна добавляться непосредственно в активную систему. Никогда нельзя пытаться первоначально разбавлять кислоту в химической бочке. Тепло, выделившееся в результате контакта с малым количеством воды, может привести к кипению или разбрызгиванию раствора.

4. Хлорид Магния

Добавление хлорида магния ведет к снижению рН. Происходит следующая реакция:

Mg 2+ + 2ОН - ——> Mg(OH)2↓

Однако, выпадение в осадокбольших количеств гидроксида магния может иметь нежелательные побочные эффекты. Поэтому, обработка хлоридом магния должна рассматриваться только в экстренных случаях и проводиться только после пилотных испытаний.

5. Разбавление Морской Водой

Разбавление морской водой снижает рН, поскольку в морской воде содержится примерно 1200 мг/л растворенного магния. Поэтому, происходит реакция, описанная в п. 5.

Помните, что разбавление пресной водой существено не снизит уровня рН. поскольку рН является логарифмической функцией. Чтобы снизить рН с 11,5 до 10,5, теоретически необходимо произвести разбавление 10-кратным объемом дистиллированной воды.

Для разбавления же морской водой теоретически нужен всего лишь 3%-ный объем. На практике, однако, потребуется больший объем из-за присутствия нерастворенного цемента.

6, ФХЛС. Хромлигнит и т.д.

Лигносульфонаты и ЛИГНИТЫ предстаиляют собой слабые органические кислоты, которые обычно понижают рН. Некоторые лигниты находятся уже до некоторой степени в нейтрализованном состоянии (например лигнит, обработанный каустиком), но большинство являются эффективными для снижения рН.

1. Добавление Кальцинированной Соды

НЕЛЬЗЯ ДОБАВЛЯТЬ КАЛЬЦИНИРОВАННУЮ СОДУ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРОТИВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЦЕМЕНТА.

Добавление кальцинировашюй соды увеличивает рН, преобразуя цемент в более растворимую каустическую соду. Имеет место следующая реакция:

Са(ОН)2 + Na2C03 ——> СаСОз ↓ +2NaOH

2. Преобразование в Известковый Раствор

В исключительных обстоятельствах имеет смысл рассмотреть возможность преобразования системы в известковый раствор. Это может потребоваться если, например, раствор сильно загрязнен цементом, а для обработки против загрязнения нет подходящих химреагентов или если ожидаются большие работы по разбуриванию цемента.

Для преобразования в известковый раствор просто добавьте каустической соды до снижения уровня растворимого кальция до 300 мг/л или ниже. Для этого обычно требуется примерно от 2,0 до 2.5 фунт./бар. (5,72-7,15 кг/м 3 ) каустической соды (предполагая, что присутствует избыточное количество гидроксида кальция).

При увеличение содержания твердой фазы в растворах определенной плотности на 1% сверх обычной нормы, стоимость поддержания свойств бурового раствора в определенных пределах возрастает более чем на 10%.

Возрастает вязкость по воронке марша PV. VP. СНС за 10мин. фильтрация.
Повышение содержания твердой фазы.
Повышение МВT (эквивалента содержания бентонита).
Снижение щелочности.

Повысить рН до нормального.
Добавить воды.
Разбавить понизителями вязкости (дефлокулянтами).
Максимально использовать оборудование очистки бурового раствора.
Добавить раствор лигнит/полимер для регулирования фильтрации (НР-НТ)
Добавить утяжелитель для получения нужной плотности.

Отсутствие кальция. Снижение рН. и Рm.
Низкое значение Рf. Высокое значение Mf.
Повышенная водоотдача.
Увеличение вязкость по воронке марша PV. VP. СНС бурового раствора.

Повысить рН известью [Ca(OH) 2 ] рН с 9,5 до 10,0. Возможно, понадобится добавить к извести каустическую соду (NaOH).
Поддерживать общую жесткость фильтрата на уровне от 150 до 200мг/л, чтобы защититься от повторного возникновения этой проблемы. Обычно это легко достигается обработкой известью [Ca(OH) 2 ]. Но не надо сбивать до 0.
Добавить понизителя вязкости для химического диспергирования глин и контроля реологических свойств.
При обезвоживании добавить воду.

Высокая вязкость по воронке марша PV. VP. СНС.
Высокая водоотдача.
Высокое значение Рf ; Mf; и рН.
Низкое Рm.
Отсутствие кальция ( большое время).
Данная проблема может появиться при добавление слишком большого количества кальцинированной соды (Na 2 CO 3 ) для смягчения морской воды.

Контроль за расходами.

Старайтесь избегать обработки, регулируя общую жесткость фильтрата в пределах от 150 до 200мг/л.
Не следует проводить предварительную обработку большим количеством кальцинированной соды (Na 2 CO 3 ).

Добавить гипс (СаSO 4 ), чтобы удалить карбонат, путем осаждения его в виде СаСО 3 , и понизить рН до 9,5 – 10,5 (только ионы группы ОН-)
Следить за количеством добавляемого гипса (СаSO 4 кг/м 3 ). При наличие в растворе слишком большого количества кальцинированной соды (Na 2 SO 4 ) возникают проблемы с вязкостью.
Для химического диспергирования добавить необходимое количество понизителя вязкости .
При обезвоживании добавить воду.
Если кислый газ продолжает загрязнять раствор, то нормальной реакцией будет добавление каустической соды (NaOH), при этом образуется СО 3 2- и НСО 3 в зависимости от рН.
Для достижения необходимого рН и для осаждения СаСО 3 можно добавить вместе известь Са(ОН) 2 и гипс (СаSO 4 ).

Увеличение фильтрации API и НТ – НР вязкости по воронке марша PV. VP. СНС.
Снижение рН и Pf /Mf.
Увеличение содержания ионов Cl мг/л. Увеличение кальциевой жесткости мг/л.
В случае высококонцентрированных солевых растворов можно заметить явное увеличение Mg 2+ .

Контроль за расходами.

Особое внимание должно уделяться типу встреченного соляного пласта. Для предотвращения образования крупных пустот растворения, возможно потребуется насыщение раствора.
При встрече с проявлением соленой воды, решение данной проблемы может потребовать расходов в размере 15% и более от среднесуточной стоимости бурового раствора.

Обработка понизителями вязкости, для снижения вязкости, статического и предельного напряжения сдвига.
Отрегулировать значение рН, используя каустическую соду (NaOH).
При потере фильтрата добавить полимеры.
При сохранение концентрации соли или в случае перехода системы бурового раствора в систему насыщенного солевого раствора для поддержании вязкости нужно использовать предварительно затворенный бентонит или полимеры.
При слишком высоком содержании твердой глинистой фазы, возможно, потребуется разбавление водой.

Увеличение фильтрации API и НТ – НР .
Высокое значение рН; Pm; Pf / Mf.
Высокое содержание кальция.

Контроль за расходами.

Предварительная обработка раствора, уменьшающая вредное влияние цемента, может вызвать проблемы.
При предварительной обработке бикарбонатом (NaHCO 3 ), перед разбуриванием цемента, не вводить бикарбонат более 1,2 – 2 кг на 1м 3 бурового раствора. Для последующей обработки необходимый объем бикарбоната может быть рассчитан как 1,68 * Рm кг/м 3
Очень малое количество затвердевшего цемента вступает в реакцию с бикарбонатом натрия. Это может привести к проблемам с загущением из за избыточной обработки бикарбонатом натрия (NaHCO 3 ).
Стоимость обработки раствора загрязненного цементом может составлять 100% среднесуточной стоимости бурового раствора.
При высокой степени загрязнения следует рассматривать вариант с известью Ca(OH) 2 .

1. Цемент является одним из наиболее часто встречающихся загрязнителей.

2. Сильно загрязненный раствор необходимо сбрасывать.

3 . Нельзя обрабатывать загрязненный цементом раствор кальцинированной содой (Na 2 CO 3 ).

4. Старайтесь снизить рН загрязненного раствора. Если уровень рН низкий, то высокие концентрации растворимого кальция не будут иметь вредных последствий. Лучше всего проводить обработку бикарбонатом (NaHCO 3 ). Обработка бикарбонатом до разбуривания цемента может быть использована только при pH раствора выше 8.3. Помните, что загрязнение цементом дает наихудшие последствия в случае, если цементный раствор не схватится. Полностью затвердевший цемент вызывает меньше проблем при загрязнении.

Известен реагент, включающий жидкое стекю, борную кислоту, органический реагент стабилизатор и воду. Реагент обладает эффективной стабилизирующей способнои устойчивостью к кальциевой агрессии, ко теряет свои свойства в результате упаг

стыс одна ривания.

Известен реагент, включающий жидкое стекло, полиакриламид и кремний-органи- жидкость. Он эффективно снижает водо|отдачу, обладает смазывающей способностью, однако не стоек к кальциевой агрессии и теряет свои свойства при выпаривании.

Прототипом предложенного технического1 решения является реагент, включающий триполифосфат натрия, жидкое стекло, углефелочной реагент, борную кислоту и воду. Реагент является эффективным разжижи- телем буровых растворов, замедляет разупрочнение глинистых пород. К недостаткам реагента следует отнести низкую растворимость после упаривания и снижение эффективности с увеличением концентрации в растворе ионов кальция.

Цель изобретения - повышение растворимости после упаривания при одновременном повышении стойкости реагента к кальциевой агрессии.

Поставленная цель достигается использованием состава, включающего ингредиенты при следующем их соотношении, мас.%:

Жидкое стекло (ЖСТ)10-15

Отход производства водно-спиртовых растворов мононатриевой соли этилсилан- триола или метилсилан- триола (КДС-1)10-20 Вода Остальное Способ получения реагента заключается в смешении ингредиентов, осуществляемом в 27-42 %-ном водном растворе КДС-1. При этом смесь дополнительно содержит реагент-стабилизатор.

Пример. Приготовили 33,3 г 40%-ного раствора КДС-1 и смешали его с 15 гТПФН. После получения однородного раствора ввели при перемешивании последовательно 15 г ЖСТ, 8 г УЩР, 31,5 г воды и 0,2 г КМЦ-600. Спустя 20 мин после окончания ввода ингредиентов реагент пригоден для использования.

КДС-1 на 25-30% состоит из геля кремниевой кислоты и сульфата, фосфата и гидро- ксида кальция. (остальное). Представляют собой массу влажностью 50-70%. Для 30%- ного водного раствора рН 8,5-9,0.

Результаты исследования реагента приведены в табл.2. Растворимость реагента (Р) определяли путем взвешивания нерастворимого осадка, образующегося при приготовлении 10%-ного водного раствора реагента, предварительно упаренного до 5%-ной влажности.

Стойкость реагента к кальциевой агрессии оценивали путем определения водоотдачи 5%-ного раствора реагента Вр после подавления хлорида кальция.

Сопоставление эффективности предложенного и известного реагентов осуществляли путем обработки алюминатного глинистого АГР, глинистогидрогелевого ГГР и гуматнокальциевого ГКР буровых растворов. В растворы добавляли по 0,5% исследуемых реагентов от объема раствора и измеряли плотность ПР, условную вязкость УВ, водоотдачу В, статическое напряжение сдвига СНС и концентрацию ионов водорода рН.

Результаты испытания реагентов (табл.1) указывают на то, что цель изобретения достигается только при заявленном соотношении ингредиентов (реагенты 2-4) и соблюдении предложенного способа получения реагента (7,8). Несоблюдение этих условий (реагенты 1,5,6,9) не дает положительного результата.

Для приготовления реагента можно использовать различные типы реагентов-стабилизаторов, например, ПАА.КМЦ.КССБ, , 0 МК, а также ЖСТ с силикатным модулем (М) 2,4-3,5. Так, реагенты 1-6, 9 приготавливали на ЖСТ с М 2,8, реагент 7 на ЖСТ с М 2,4, а реагент 8 на ЖСТ с М 3,5.

Предложенный реагент можно исполь- 5 зовать для обработки различных типов буровых растворов (табл.2). При этом по разжижающей и стабилизирующей способности он не уступает, а в ряде случаев превосходит известный.

0Возможность упаривания предложенного реагента без ухудшения его качества позволяет получать реагент в сухом виде, что приведет к значительному сокращению транспортных издержек и улучшит условия 5 работы с реагентом.

Предложенный реагент благодаря высокой ингибирующей способности можно использовать в качестве микрополидобавки для снижения разупрочняющей способно- 0 сти буровых растворов.

Формула изобретения 1. Реагент для обработки бурового раствора на водной основе, включающий три- полифосфат натрия, жидкое стекло, 5 углещелочный реагент, добавку и воду, отличающийся тем, что. с целью повышения его растворимости после упаривания при одновременном повышении стойкости реагента к кальциевой агрессии, он дополни- 0 тельно содержит реагент-стабилизатор, а в качестве добавки - отход производства водно-спиртовых растворов мононатриевой соли этилсилантриола или метилсилантриола при следующем соотношении ингредиен- 5 тов, мас.%:

2. Способ получения реагента для обработки бурового раствора на водной основе, включающий введение в воду триполифос- фёта, жидкого стекла, углещелочного реагента и добавки, отличающийся тем,

что в дополнительно вводят реагент- стабилизатор, а в качестве добавки используют отход производства водно-спиртовых растворов мононатриевой соли этилсилант- риола или метилсилантриола, причем отход производства водно-спиртовых растворов мрнонатриевой соли этилсилантриола или метилсилантриола; перед введением в воду смешивают с триполифосфатом натрия.

Таблица 1

Реферат патента 1993 года Реагент для обработки бурового раствора на водной основе и способ его получения

Формула изобретения SU 1 792 420 A3

Результаты обработки буровых растворов (концентрация реагентов 0,5 %)

Таблица 2

Данные для цитирования: . ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА БУРОВОГО РАСТВОРА В УСЛОВИЯХ СЕРОВОДОРОДНОЙ АГРЕССИИ // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Науки о Земле. ; ():-.

Одним из первых при бурении сероводород контактирует с буровым раствором, который поступает в него в результате притока высокосернистого газа из разбуриваемых пород или постепенного разложения полимерных реагентов различными микроорганизмами, в том числе сульфатвосстанавливающими бактериями, под действием высоких температур. Продуктами реакции являются: сероводород, углекислый газ и монооксид углерода.

В настоящее время одним из самых распространенных способов борьбы с сероводородной агрессией остается обработка буровых растворов реагентами-нейтрализаторами H₂S. Многообразие разработанных нейтрализаторов сероводорода в нашей стране и за рубежом свидетельствует, с одной стороны, о значительной потребности в надежных и эффективных реагентах при ведении буровых работ, а с другой – о недостаточном соответствии существующих реагентов современным требованиям технологии бурения в условиях сероводородной агрессии. Практически ни один из разработанных в настоящее время нейтрализаторов не удовлетворяет в полной мере всем требованиям, предъявляемым к ним технологий и экономикой бурения. Однако разработка новых реагентов с высокой химической активностью по отношению к сероводороду и хорошей совместимостью с буровыми растворами, образующих стабильные продукты при взаимодействии с H₂S и имеющих достаточно широкую сырьевую базу и недорогостоящих, на ближайший период, по-видимому, не является реальной задачей. Поэтому основное внимание должно быть сосредоточено на более рациональном использовании имеющихся реагентов и создании рецептур эффективных буровых растворов для бурения скважин в условиях сероводородной агрессии. Достаточно распространенным способом нейтрализации сероводорода является поддержание высокой щелочности бурового раствора [1, 2].

В Ухтинском государственном техническом университете (УГТУ) на кафедре бурения были проведены исследования бактериального разложения («старения») с течением времени различных полимерных композиций как отечественного, так и импортного производства с использованием анализатора комбинированного (рН-метр) Seven Go и вальцовой печи «OFITE». Всего было исследовано 56 различных композиций с использованием бактерицидов и без них при трех температурных режимах: 25 о , 60 о и 100 о С. Исследования проводились при первоначальном показателе рН, равном 9, 11 и 12-12,5. В качестве регуляторов значения рН использовались каустик и окись кальция.

В результате проведенных исследований установлено:

Отечественные полимеры и бактерициды имеют относительно низкую бактериальную стойкость (2-6 суток при 25 о С). Полимерные композиции, не обработанные бактерицидом, сразу начинают бактериально разлагаться («стареть»). Из отечественных бактерицидов можно выделить «Биоцидол», который практически сопоставим с импортными аналогами.
По эффективности протестированных импортных бактерицидов наиболее эффективен «Petro Cide». Бактерицид «Biocide» наиболее эффективен при показателе рН, равном 9-10.
Из импортных полимерных композиций наиболее эффективен состав, содержащий разветвленный биополимер, целлюлозу и модифицированный крахмал. Однако указанная полимерная композиция без использования бактерицида и периодических обработках каустиком «стареет» в течение 4 суток при температуре 25 о С.
Полимерные композиции как отечественного, так и импортного производства с первоначальным показателем рН, равным 11, «стареют» в 2-2,5 раза медленнее, чем при рН, равном 9. Наибольшей бактериальной стойкостью отличаются высокощелочные композиции с показателем рН, находящемся в диапазоне 12-12,5.
Нагревание тестируемых полимерных композиций (60 о и 100 о С), обработанных бактерицидом и каустиком, способствует коррозии стали (ячеек), которая отсутствует при обработке раствора окисью кальция. Коррозия стали не наблюдалась и при обработке полимерной композиции окисью кальция без использования бактерицида.
Использование окиси кальция способствует увеличению бактериальной стойкости полимерных композиций по сравнению с каустиком. Бактериальная стойкость различных комбинаций полимерных композиций при разных температурах представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Стойкость полимерных композиций
при различных температурах

Читайте также:

Обработка бурового раствора от цементной агрессии

Похожие патенты SU1792420A3

Реферат патента 1993 года Реагент для обработки бурового раствора на водной основе и способ его получения

Формула изобретения SU 1 792 420 A3