Буровые промывочные и тампонажные растворы

Для бурения нижележащего интервала следует перейти на ингибированный раствор, так как в интервале 1515-2500 м предположительно может наблюдаться сужение ствола скважины вследствие разбухания глин. На этом интервале не стоит использовать РУО, так как их применение может оказаться не целесообразным. А осложнения, связанные с литологией, легко ликвидировать, придерживаясь технологии бурения и обработки бурового раствора.

Данные растворы грамотно подобраны и оправдывают  себя, ввиду того что затраты на химреагенты минимальны, не нужны  дополнительные емкости (исходный раствор – основа, при бурении нижележащих интервалов добавляются только различные присадки).

 

2.3. Обоснование  параметров буровых растворов

 

В связи с опасностью проявления, строго нормируется плотность бурового раствора, остальные параметры проектируются, исходя из имеющихся научных знаний и опыта промыслового бурения.

Интервалы 1,2,3 совместимы по условиям бурения.

     (1)

где P_ПЛ – пластовое давление, Па,

K_П – коэффициент превышения гидростатического давления бурового раствора над пластовым давлением, при H=1200-2500 м K_П=1,05-1,1,

g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с²,

H – глубина залегания кровли горизонта с максимальным градиентом пластового давления, м;

 

 

 

 

 

 

Таблица 13

Предварительные значения параметров буровых растворов

Условия бурения	Значения параметров
	r,кг/м3	ПФ, см3/30 мин	P1, Па	УВ, с	h, мПа×с	t0, Па	СП, %	jk	pH	Dr, кг/м3
Нормальные	1208	5-6	15-20	60-80	6	7	1,5	£ 0,2	8	20
Осложненные	1082	5	5	25-30	35	15	1,0	£0,3	9	60

 

4. Обоснование рецептур буровых растворов

В интервалах бурения 1,2,3,4 необходимо предварительно заменить реагент Celpol –RX (SL) на аналогичный по свойствам отечественный – гивпан. А при вскрытии продуктивного пласта вместо двух реагентов – понизителей вязкости использовать один экспериментальный реагент: ЛСТП – лигносульфанат технический порошковый. Это  сэкономит средства на строительство скважины. 

Таблица 14

Технологическая карта поинтервальной обработки растворов при бурении  скважин на Лугинецком месторождении.

Интервал бурения, м	Наименование компонента раствора	Цель его применения	Норма расхода, %
1	2	3	4
0-30	глинопорошок кальцинированная сода хлористый кальций (CaCl2) гивпан	плотность, структура повышение устойчивости стенок скважины регулирование СНС   понизитель водоотдачи	25   3   10 5
30-524	–––––«»–––«»–––– графит	–––––––«»––––––––«»––––– смазочная добавка	––«»–– 10
524-1515	–––––«»–––«»––––	–––––––«»––––––––«»–––––	––«»––
1	2	3	4
1515-2500	глинопорошок кальцинированная сода Т-66, Т-80   гивпан KCl   ЛСТП	плотность, структура повышение устойчивости стенок скважины стабилизатор, пеногаситель, поглотитель H2S понизитель водоотдачи ингибитор диспергации глины понизитель вязкости	25   3   1-1,5 2   70 1-2

 

Примечание: остальное – вода.

 

3. Уточнение рецептур буровых растворов

3.1. Постановка задачи

 

Объектом исследования является интервал бурения на хлоркалиевом растворе (1515-2500 м). Исходный буровой раствор представлен в таблице 15.

Таблица 15

Исходный буровой раствор

 

Название (тип) раствора	Название компонента в порядке  ввода	r, г/см3	rБР, г/см3	УВ,  с	ПФ, см3/30мин	СНС, мгс/см2 через, мин		pH
						1	10
Гл. раствор	куганакский глинопорошок кальцинированная сода CaCl2 гивпан	2,4   2,5 1,28 1,1	1,2	60-80	5-6	15	25	8-8,5

 

Параметры бурового раствора после  химической обработки приведены  в таблице 16.

 

 

 

Таблица 16

Необходимый буровой раствор

 

Название (тип) раствора	Название компонента в порядке  ввода	r, г/см3	rБР, г/см3	УВ,  с	ПФ, см3/30мин	СНС, мгс/см2 через, мин		pH
						1	10
Хлоркалиевый раствор	глинопорошок KCl Т-66, ЛСТП Ca сода CaCl2 гивпан	2,4 1,99 1,2 – 2,5 1,28 1,1	1,082	25-30	5	5	10	9

 

Средствами регулирования являются химреагенты: гивпан, Т-66, ЛСТП.

Планирование и реализация эксперимента включает следующие основные этапы:

• разработка матрицы планированного эксперимента;
• выполнение лабораторных экспериментов;
• обработка результатов опытов.

3.2.  Разработка матрицы планированного эксперимента

Выбираем факторы и уровни их варьирования. Факторами являются химреагенты, а уровнями варьирования – их концентрации.

Применение плана типа 2^K рассмотрим на примере исследования влияния трех химических реагентов: гипан, Т-66, ЛСТП, на показатель фильтрации буровых растворов.

Гипан: 3-6%; Т-66: 1-1,5%; ЛСТП: 2-5%.

По формуле (2) рассчитывается основной уровень, где i – номер фактора.

     (2)

 

По формуле (3) рассчитывается интервал варьирования.

     (3)

Для математического описания влияния  трех химических реагентов на свойства бурового раствора используемая модель первого порядка имеет вид:

  (4)

Рассчитанные значения выбранных уровней (нижний и верхний уровни концентрации реагентов в растворе) варьируемых факторов (трех химических реагентов) заносятся в таблицу 17.

Таблица 17

Значения варьируемых факторов

 

Уровни варьируемых факторов	Кодовое обозначение	Гипан, %	ЛСТП, %	Т-66, %
		X1	X2	X3
Основной уровень	0	4,5	3,5	1,25
Интервал варьирования	DXi	1,5	1,5	0,25
Верхний уровень	+1	6	4	3
Нижний уровень	-1	3	1	2,5

Матрица планирования эксперимента с  расчетными столбцами взаимодействия факторов представлена в таблице 18.

Таблица 18

Матрица планированного эксперимента

Номер опыта	X0	X1	X2	X3	X1X2	X1X3	X2X3	X1X2X3
1	+1	-1	-1	-1	+1	+1	+1	-1
2	+1	+1	-1	-1	-1	-1	+1	+1
3	+1	-1	+1	-1	-1	+1	-1	+1
4	+1	+1	+1	-1	+1	-1	-1	-1
5	+1	-1	-1	+1	+1	-1	-1	+1
6	+1	+1	-1	+1	-1	+1	-1	-1
7	+1	-1	+1	+1	-1	-1	+1	-1
8	+1	+1	+1	+1	+1	+1	+1	+1

 

 

3. Результаты опытов и их обработка. Заключение

Результаты восьми опытов вносим в  таблицу 19.

Проверка однородности дисперсий  проводится с целью принятия решения  о возможности их использования для регрессионного анализа путем сравнения значений расчетного (G_p) и табличного (G_T) критериев Кохрена. Если G_T >G_P, то гипотеза об однородности дисперсии принимается.

Расчетное значение критерия Кохрена  определяется по формуле:

     (5)

где S_u² –дисперсия параллельных опытов,

N – количество опытов,

u – порядковый номер опыта.

Дисперсию параллельных опытов определяем по формуле:

    (6)

где r – число параллельных опытов,

v – порядковый номер повторного опыта,

y_uv – значения параметров оптимизации в повторных опытах,

        `y_u – среднеарифметическое значение параметров оптимизации.

Определим расчетное и табличное  значение критерия Кохрена.

G_T выбираем из таблицы 7 [1] при числе степеней свободы f₁=r-1 и f₂=N, т.е. f₁=3-1 и f₂=8, и заданном уровне значимости p=0,05.

В нашем случае G_T=0,51. Так как G_T >G_P, гипотеза об однородности дисперсии принимается.

 

 

 

Таблица 19

Результаты испытаний и расчета дисперсий опытов

Номер опыта	Показатель фильтрации, см3/30 мин				`Yuv–Yu			(`Yuv–Yu )2			Su2
	Yu1	Yu2	Yu3	`Yu	Yu1–`Yu	Yu2–`Yu	Yu3–`Yu	(Yu1–`Yu)2	(Yu2–`Yu)2	(Yu3–`Yu)2
1	15	17	18	16,7	-1,7	+0,3	+1,3	2,89	0,09	1,69	2,34
2	10	12	11	11	-1	+1	0	1	1	0	1
3	12	11	13	12	0	-1	+1	0	1	1	1
4	10	12	9	10,3	-0,3	+1,7	-1,3	0,09	2,89	1,69	2,34
5	10	9	11	10	0	-1	+1	0	1	1	1
6	8	9	11	9,3	-1,3	-0,3	+1,7	1,69	0,09	2,89	2,34
7	7	9	10	8,7	-1,7	+0,3	+1,3	2,89	0,09	1,69	2,34
8	5	8	6	6,3	-1,3	+1,7	-0,3	1,69	2,89	0,09	2,34
å				84,3							14,7