Применение ингибиторов глины в технологии бурения: улучшение производительности и снижение затрат

Одной из основных проблем горизонтального или наклонного бурения являются устойчивые глинистые отложения. Высокие концентрации плотного материала препятствуют нормальному обустройству скважин. Для повышения эффективности бурения используют специальные ингибирующие растворы. Это многокомпонентные вещества, которые необходимы для предотвращения набухания, диспергирования и гидратации глины.

Сейчас создано несколько глинопорошковых ингибиторов, которые используют в качестве бурового раствора. Вещества необходимы не для снижения трения при прохождении слоя, а для замедления реакции глины и воды. Такие растворы являются незаменимым расходным материалом для обустройства глубинных скважин.

Специфика использования ингибирующих веществ

В классической схеме при прохождении буровой головки специальные водные растворы вымывают породу, что существенно ускоряет процесс. Но в случае с глинистыми породами жидкость провоцирует ее набухание и дополнительное уплотнение. Такое изменение физико-химического состояния тормозит скорость прохождения бура, что ведет к задержкам и повышенным материальным расходам.

Добавка глинистых ингибиторов в буровой раствор обеспечивает следующее действие:

1)Порошковые составы при контакте с водой превращаются в гель, который укрепляет стены скважины. Таким образом можно минимизировать осыпание и разрушение.

2)Гелиевый раствор защищает глину от прямого контакта с водой, из-за чего не проявляется ее набухание и гидратация.

3)В процессе бурения сформированный гель повышает свою вязкость, из-за чего порода контактирует с водой, что ведет к набуханию. Как следствие, может проявиться осыпание и повышенное давление внутри скважины.

В большинстве случаев ингибиторы глины вносят в растворы до закачки в скважину. При этом есть возможность добавки порошков в процессе бурения. Такие вещества не только тормозят реакцию воды с глиной, но и выступают в качестве смазки и снижают турбулентность рабочей жидкости.

Виды ингибиторов глины для буровых технологий

При обустройстве глубинных газовых или нефтяных скважин используется широкий перечень ингибиторов, которые отличаются направленностью действия под конкретную породу. Что касается работ с глиняными горизонтами, то наиболее эффективными считаются порошки на основе алюмосиликатов, которые обеспечивают стабильность скважины на этапе ее обустройства. Кроме этого есть составы для замедления химической реакции и для диспергирования шлама.

Основная классификация глиняных ингибиторов основана на составе реагентов, за счет чего выделяют три основные категории.

Неорганические соли

Ингибиторы включают гидрооксиды кальция, натрия и магния: CaCl2, NaCl, Ca2SO4, MgCl2 KAl(SO4) и другие. Практическое применение таких веществ в растворах глины довольно проблематично, поскольку они выступают в качестве сильных коагулянтов. Это вызывает негативную реакцию при контакте с коллоидной глиной. Из-за этого неорганические ингибиторы практически не применяются в верхних слоях скважин с глубиною до 2 тысяч метров. При этом они становятся актуальными для глубинного бурения.

Органические соли

Представляют собой одноосновные кислоты, такие как ацетаты металлов или формиаты. Вещества не производят коагулирующего действия. За счет этого глинистая суспензия становится менее вязкой и остается стабильной. Единственный минус органических веществ – высокая стоимость в сравнении с первым вариантом. Отлично подходят для прохождения верхних слоев земной коры.

Высокомолекулярные полимеры

Ингибиторы данной группы представлены гидролизованными полиакрилами. В сравнении с предыдущими составами применение полимерных ингибиторов ограничено, поскольку они загущают буровой раствор. При этом показывают неплохую стабилизацию глинистых отложений, что ускоряет прохождение породы.

Все эти разновидности активно используются при горизонтальном, вертикальном и наклонном бурении скважин. Состав подбирается с учетом особенностей конкретного участка, используемого оборудования и поставленных задач.

Преимущества ингибиторов глины

Главная задача ингибирующих веществ – предотвращение разбухание глины при контакте с водой, что повышает ее плотность и показатель давления на бур. Кроме того, такие вещества выполняют ряд вспомогательных функций:

- предотвращение обвалов. Добавление ингибиторов в буровой раствор, который постоянно циркулирует, позволяет создать защитную пленку. Она формируется на поверхности глины и предотвращает взаимодействие породы с водой. Как следствие, ствол скважины становится более стабильным и не обваливается.

- снижение трения. Разбухание глины провоцирует чрезмерное трение между насадкой буровой колоны и стенками самой шахты. Наличие ингибиторов позволяет минимизировать этот эффект. Данное качество повышает эффективность, ускоряет прохождение и снижает износ оборудования.

- улучшение крена. Как показывают практические исследования, применение стабилизационных порошков для глины обеспечивает хорошее качество крена. Вещества предотвращают деформацию и разрушение.

- ускорение процесса. Использование ингибиторов для глины позволяет пройти сложные участки гораздо быстрее.

- экономия денег. Несмотря на высокую стоимость присадок для бурового раствора, они способствуют снижению затрат. Это связано с минимизацией обвалов и увеличением ресурса оборудования. Дело в том, что нестабильная скважина и высокая нагрузка на инструмент всегда заканчивается дорогостоящим устранением проблем.

- улучшение качества буровой жидкости. Ингибиторы повышают характеристики рабочего раствора. В частности, улучшается реологическое свойство и способность подымать обрывки породы на поверхность.

Ингибиторы глины – это незаменимый расходный материал при бурении скважин. Компании, занимающиеся глубинными работами, всегда используют в своей работе такие добавки. Поэтому этот полимер всегда должен быть в запасе на случай если грунт поменяется на глину. Покупайте полимер >>BentoPro PHPA<<

25.08.2023