WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ УТЯЖЕЛЕННЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ БУРЕНИЯ И ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН С АНОМАЛЬНО ВЫСОКИМИ ПЛАСТОВЫМИ ДАВЛЕНИЯМИ

Автореферат кандидатской диссертации

 

На правах рукописи

 

Вафин равиль Мисбахетдинович

Разработка составов утяжеленных буровых растворов на основе шлаковых отходов для бурения и заканчивания скважин с аномально высокими пластовыми давлениями

 

Специальность 25.00.15 – Технология бурения                      

                                             и  освоения скважин

 

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012


Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Николаев Николай Иванович

Официальные оппоненты:

Гайдаров Миталим Магомед-Расулович

доктор технических наук, ООО «Газпром ВНИИГАЗ»,               главный научный сотрудник      

                                  Мулюков Ринат Абдрахманович

кандидат технических наук, ООО «БашНИПИнефть», главный специалист отдела строительства скважин

Ведущее предприятие - Самарский государственный                               технический университет

Защита диссертации состоится  29 мая 2012 года в               14ч. 00мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.02 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, В.О., 21 линия, д.2, ауд. 1166.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан  28 апреля 2012 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета, д.т.н.,

профессор                                                                      В.П. Онищин                            

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Укрепление и расширение минерально-сырьевой базы страны, повышение эффективности и качества подготовки к освоению разведанных запасов полезных ископаемых предполагает открытие новых нефтегазоносных территорий и освоение все больших глубин в известных районах.  При этом проблема добыча нефти и газа из глубокозалегающих горизонтов с каждым годом становится все более сложной для решения. Бурение скважин на большие глубины, как правило, сопряжены с существенными трудностями, вызванными усложнением горно-геологических условий, к которым, в первую очередь, относятся интервалы с аномально высокими давлениями (АВПД) флюидов. Бурение скважин с аномально высокими пластовыми давлениями требует использования буровых растворов повышенной плотности. Утяжеленные буровые растворы представляют собой дорогостоящие, многокомпонентные системы с большим содержанием различных химических реагентов и материалов. Несмотря на разнообразие утяжелителей, самым используемым и часто встречающимся в бурении является барит. Расход барита на строительство одной скважины составляет от нескольких десятков до тысячи тонн. В стоимостном выражении затраты на  барит могут достигать до 30% от общей стоимости материалов для  приготовления буровых растворов. Если учесть стоимость 1 т дорогостоящих утяжелителей типа барита, магнетита, являющихся дефицитным сырьем металлургической и химической промышленности, частичное замещение его более дешевым утяжелителем позволит существенно снизить расходы на приготовление буровых растворов, а так же стоимость бурения, что в итоге повысит технико-экономическую эффективность строительства скважин. В связи с этим разработка новых составов утяжеленных буровых растворов на основе шлаковых отходов представляется весьма актуальной задачей.

Существенный вклад в разработку утяжеляющих материалов, технологии их применения внесли исследования: Баранова В.С., Булатова А.И., Жуховицкого С.Ю., Кистера Э.Г., Мискарли Л.К., Резниченко И.Н., Рябоконя С.А., Семенко Н.Ф., Фридмана И.Д., Шандина С.Н., Щеткиной Е.Д., Ятрова С.Н. и других ученых.

Значительный вклад в развитие научных основ получения буровых растворов высокой плотности  внесли такие ученые, как: Ангелопуло О.К., Байзаков М.К., Быстров М.Н., Гайдаров М.М.-Р., Курбанов Я.М., Мавлютов М.Р., Овчинников П.В., Рябченко В.И., Салтыков В.В., Уляшева Н.М., Челомбиев Б.К. и другие.

Актуальность темы подтверждается ее соответствием плану госбюджетных НИР кафедры бурения скважин СПГГУ.

Целью работы является повышение эффективности строительства скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений за счет снижения стоимости утяжеляющих компонентов бурового раствора.

Идея работы заключается в использовании шлаковых отходов металлургических производств в качестве утяжеляющих компонентов глинистых растворов для бурения скважин до продуктивного пласта и безглинистых – для заканчивания скважин.

Задачи исследований:

  • анализ современных методов и технических средств для бурения скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений;
  • поиск и исследование материалов, пригодных в качестве утяжелителей буровых растворов, и являющихся отходами промышленных производств;
  • разработка составов буровых растворов повышенной                                                       плотности для бурения и заканчивания скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений;
  • лабораторные исследования свойств разработанных глинистых и безглинистых буровых растворов;
  • технико-экономическая оценка разработанных составов утяжеленных буровых растворов.

Методика исследований включает в себя комплекс экспериментальных исследований физико-механических свойств утяжелителей, а также основных технологических свойств утяжеленных буровых растворов.

Научная новизна заключается в установлении зависимости предельной плотности глинистых и безглинистых буровых растворов от концентрации  утяжеляющих компонентов шлаковых отходов, их химического состава и степени дисперсности, а также от состава и свойств структурообразующих компонентов.

Защищаемые научные положения:

  •   Использование в качестве утяжелителя ферромолибденового шлака позволяет получать буровые растворы плотностью до 1770 кг/м3 с необходимыми структурно-реологическими характеристиками.
  • Разработанные композиции утяжеленных безглинистых буровых растворов на основе биополимера КК-Робус при его массовом содержании 0,3-0,5% позволяют минимизировать их отрицательное влияние на фильтрационно-емкостные характеристики продуктивных пластов.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендацийопределяется современным уровнем аналитических и достаточным объемом экспериментальных исследований, воспроизводимостью полученных данных и удовлетворительной сходимостью расчетных величин с результатами лабораторных исследований.

Практическая значимость работы заключается в разработке рецептур глинистых и безглинистых утяжеленных буровых растворов для бурения и заканчивания скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений, что позволяет снизить материальные затраты на бурение.

Апробация работы. Основные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований, выводы и рекомендации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Санкт-Петербургского государственного горного университета (Санкт-Петербург, 2010, 2011); на Всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 55-летию кафедры бурения скважин Томского государственного политехнического университета                 (Томск, 2009); на 50-й научной сессии горняков Краковской горно-металлургической академии (Краков, Польша, 2009); на XIV Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2010); на международной научной конференции «Innovations in Mineral Industry – Geology, Mining, Metallurgy and Management»                     (Фрайберг, Германия, 2010); Всероссийской научно-технической конференции «Нефтегазовое и горное дело» (Пермь, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ,  3 статьи опубликованы в журналах, входящих в Перечень ведущих журналов и изданий, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 117 наименований. Материал диссертации изложен на 133 стр., включает 20 табл., 22 рис., 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность, определяются цель, задачи, идея работы, излагаются  защищаемые научные положения, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе приведен обзор современных методов и технических средств, применяемых для бурения скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений.

Дан анализ распространения толщ с аномально высокими пластовыми давлениями в различных нефтегазоносных бассейнах Российской Федерации.

Приведены классификация утяжелителей и анализ их достоинств и недостатков. Оценено состояние отечественной          сырьевой базы, уровень производства и потребления барита.

Проанализированы существующие составы буровых растворов для бурения и заканчивания скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений. Поставлены цели и задачи исследований.

Во второй главе изложена методика экспериментальных исследований. В ней кратко представлены основные исследуемые физико-механические свойства утяжеляющих материалов и технологические параметры буровых растворов. Описаны приборы и принципы измерения. Приводится методика планирования экспериментов и статистической обработки результатов.

В третьей главе изложены результаты экспериментальных исследований основных свойств утяжеляющих материалов на базе отходов промышленных производств и дана оценка возможности применения  их в составе буровых растворов.

В частности, были проведены исследования истинной плотности, утяжеляющей способности, абразивности, химического состава, водорастворимости, гидрофильности, влияния дисперсности, способности намагничиваться отходов алюминиевого производства - угольной пены (рис. 1, а), шлака алюминиевого от литейного производства (рис. 1, б), шлака от заливки ниппелей обожженных анодов (рис. 1, в); шлака, образующегося при выплавке ферромолибдена (рис. 1, г); золы-уноса – отхода, образующегося при горении угля (рис. 1, д); шлака, образующегося при доменной плавке чугуна (рис. 1, е). Внешний вид отходов представлен ниже.

а) образец №1

г) образец №4

е) образец №6

в) образец №3

д) образец №5

б) образец №2

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 1 Внешний вид промышленных отходов

В табл. 1 представлены результаты исследований основных свойств указанных образцов.

Таблица 1

Основные свойства утяжеляющих материалов                                                           

Наименование материалов

Плотность, г/см3

Утяжеля-  ющая способ-ность, %

Абразив-ность,

Ка

Водораствори-

мость, %

Образец  №1

1,35

-

-

-

Образец  №2

1,56

-

-

-

Образец  №3

2,98

43

1,1

1,6

Образец  №4

3,64

39

0,91

0,2

Образец  №5

2,85

-

-

-

Образец  №6

4,26

34

0,62

3,1

Барит (КБ-6)

4,0

35

0,88

0,1

Как видно из таблицы 1, по значению истинной плотности материалов образцы №1, №2, №3 и №5 можно отнести к первой группе утяжелителей, а образцы № 4 и №6 к третьей группе. Образцы под номерами 1 и 2 имеют наименьшую плотность и из дальнейших исследований были исключены.

Известно, что плотность раствора, которую можно получить,  утяжеляя раствор дисперсной фазой, равна половине истинной плотности утяжелителя. Таким образом, образцы под номерами 3, 4, 5, 6 пригодны для создания растворов плотностью выше 1500 кг/м3.

Исследования показали, что лучшей утяжеляющей способностью обладает образец №6. Для того чтобы утяжелить глинистый раствор от 1040  до 1420 кг/м3, его потребовалось минимальное по сравнению с другими материалами количество (465 г или 34% от массы раствора), барита же потребовалось              500 г, или 35% соответственно. Близкие результаты по сравнению с утяжеляющей способностью барита показал образец №4 – 575 г или  39%.  Следует отметить, что  из-за высокой дисперсности и вяжущих свойств образца №5 буровой раствор потерял подвижность, поэтому из дальнейших исследований он был исключен.

Проведенные исследования показывают, что коэффициент абразивности  барита составляет Ка=0,88, что почти в 2,5 раза меньше по сравнению с магнетитом (Ка=2,14).  Образцы №3 и №4 обладают несколько большим значением по сравнению с баритом (Ка=1,1 и Ка=0,91 соответственно) и относятся к 3 и 2 группам абразивности. Из всех исследуемых материалов можно выделить образец №6, коэффициент абразивности его меньше барита и составляет Ка=0,62. Сравнительный анализ полученных данных показал, что образцы №3, №4 и №6 можно считать малоабразивными наряду с баритом.

Химический состав образцов исследовался с помощью рентгеноспектрального анализа. Составы шлаков значительно отличаются и имеют различное процентное содержание оксидов SiO2, FeO, Al2O3, CaO, MgO, Cr2O3, TiO2. По результатам исследования водорастворимости определено, что наименьшей растворимостью обладает образец №4. Потеря массы его составила 0,2% от начальной. Наибольшую растворимость (3,1% от  начальной массы) имеет образец №6. Образец №3 потерял 1,6% своей массы, а барит 0,1% соответственно.

Важным свойством утяжелителей буровых растворов является хорошая смачивае­мость частиц дисперсионной средой. Гидрофильность определялась по количеству адсорбированной нефти, то есть чем меньше нефти связано поверхностью твердой фазы, тем гидрофильнее утяжелитель. Согласно результатам исследования наибольшей нефтесмачиваемостью обладает образец №3 и №6 (22,5% и 17,5%  адсорбированной нефти), наименьшей барит (10%). Схожие результаты с нефтесмачиваемостью барита имеет образец №4 (12,5%), что делает его более пригодным для утяжеления буровых растворов на водной основе, чем остальные образцы.

Из всех исследуемых материалов образец № 6 обладает  ярко выраженными магнитными свойствами, поэтому в качестве утяжелителя он не подходит.  Остальные образцы намагничиванию не подвержены.

На основании полученных результатов можно утверждать, что наиболее приемлемым утяжелителем буровых растворов получаемых, на  основе отходов металлургических производств, является  шлак, образующийся при выплавке ферромолибдена. Полученные значения основных физико-механических свойств ферромолибденового шлака, указывают на возможность использования его для  утяжеления буровых растворов до плотности            порядка 1800 кг/м3.

В четвертой главе представлены результаты исследований, на основании которых обосновано оптимальное содержание реагентов для приготовления безглинистых утяжеленных буровых растворов для заканчивания скважин на базе ферромолибденового шлака.

Результаты исследования свойств структурообразователей (табл. 2) показали, что основные параметры растворов на основе ксантанового биополимера Робус не уступают,  а по некоторым позициям превосходят параметры составов, приготовленных на основе более дорогостоящего реагента Rhodopol 23P/W. Поэтому, исходя из технико-экономических показателей, для дальнейших исследований был выбран биополимер Робус.

Таблица 2

Технологические параметры биополимерных растворов

Концентрация реагента по массе

Плотность, кг/м3

Водоотдача за 30 мин., см3

СНС через 10 мин., дПа

Предельное напряжение сдвига, дПа

Коэффициент консистенции, Па·сn

Показатель текучести

Условная       вязкость, с

0,3% Робус

1042

19

1,8

-

0,42

0,24

22

0,4% Робус

1042

15

2,25

-

0,96

0,26

31

0,5% Робус

1040

9,6

9,3

23,3

1,8

0,32

43

0,3% Rhodopol

1042

20

1,35

-

0,35

0,23

20

0,4% Rhodopol

1042

14

2,7

-

0,84

0,24

29

0,5% Rhodopol

1040

8,1

9,8

19,1

1,97

0,43

46

Анализ зависимостей технологических свойств от концентрации биополимера в растворе позволяет выделить границу, соответствующую 0,5% (масс.). Увеличение концентрации приводит к резкому возрастанию вязкости, структурно-реологических свойств. Раствор с содержанием Робуса 0,1-0,2% (масс.)  близок по вязкости и структурно-реологическим  свойствам воде. Таким образом, оптимальная концентрация биополимера Робус в буровом растворе при первичной обработке составляет 0,3-0,5% (масс.).

По результатам исследования реагентов, снижающих водоотдачу и стабилизирующих свойства растворов, подобрана оптимальная концентрация карбоксиметиллированного крахмала. Из рис. 2 видно, что по мере увеличения концентрации КМК водоотдача растворов заметно снижается. В 0,3% растворе Робуса  фильтрация уменьшается с 14 до 9,6 см3 при введении 6% крахмала. В растворе с концентрацией биополимера 0,4% фильтрация снижается до 7,8 см3, а при концентрации 0,5% до 6 см3 соответственно. Однако при концентрациях КМК 5-6% существенно растет вязкость, раствор загущается и, несмотря на снижение фильтрации, оптимальная концентрация реагента составляет 3-4%. Введение карбоксиметиллированного крахмала в этих концентрациях позволяет снизить  водоотдачу на 30%.

Рис. 2 Зависимость водоотдачи растворов от концентрации биополимера и КМК

Особенностью применения полисахаридов в буровых растворах является изменение их свойств вследствие ферментативного разложения. На рис. 3 и 4 представлены зависимости изменения водоотдачи и статического напряжения сдвига во времени. Результаты исследования технологических параметров биополимерных растворов с течением времени показали потерю свойств на 5-6 сутки.

Рис. 3 Изменение водоотдачи растворов во времени

           Рис. 4 Изменение СНС растворов во времени

Так, водоотдача увеличивается на 20%, а СНС снижается на более чем на 30%. В связи с этим необходимо использование бактерицидов, препятствующих биологическому разложению полисахаридов. Введение в раствор 0,3% алкилдиметилбензиламмония хлорида (катамина) позволяет эффективно бороться с  ферментативным разложением  в течение   7-8 дней (рис. 5 и  6).

Рис. 5 Изменение водоотдачи растворов во времени в присутствии катамина

Рис. 6 Изменение СНС растворов во времени в присутствии катамина

Анализ зависимостей на рис.5 и рис.6 показывает, что введение в состав раствора 0,3%  Катамина позволяет сохранить водоотдачу практически неизменной в течение семи суток после приготовления бурового раствора. Затем наблюдается повышение показателей фильтрации до 40%. Такая же картина имеет место со структурными свойствами. Значения статического напряжения сдвига начинают плавно снижаться на 7 сут., а на 9 день этот показатель снижается более чем на  30%. Это связано с интенсивным протеканием процессов разрушения структурных звеньев полисахаридов.

Важными характеристиками бурового раствора, влияющими на фильтрационно-емкостные свойства продуктивных пластов при заканчивании скважин, являются ингибирование глинистых частиц, находящихся в породах-коллекторах и снижение поверхностного натяжения на границе фильтрат-нефть. Буровые растворы, содержащие полисахариды, обладают высокой ингибирующей способностью за счет адсорбции на глинистых частицах и образования защитной пленки, препятствующей их гидратации. Результаты исследования влияния различных сред на набухаемость бентонитовых глин представлены в табл. 3.

Таблица 3

Набухание бентонита в различных средах

Состав раствора, % масс.

Относительное набухание, %

Вода дистиллированная

100

0,5%Робус +2%KСl

29,8

0,5%Робус +3%KСl

16,9

0,5%Робус +4%KСl

15,3

0,5%Робус +5%KСl

15

0,5%Робус +6%KСl

14,8

0,5%Робус +26%NaCl

12,8

0,5%Робус +40%HCOONa

10,7

Анализ полученных результатов показывает, что с увеличением содержания хлористого калия, хлорида и формиата натрия в растворах гидрофильность глинистых частиц снижается. Набухание глины при концентрации в буровом растворе 4-5% КСl и 0,5% Робуса уменьшается более чем в 6 раз, по сравнению с набуханием в дистиллированной воде, причем дальнейшее увеличение концентрации КCl не дает ощутимого результата. Таким образом, введение хлористого калия в количестве 4-5% позволяет снижать негативное влияние биополимерного бурового раствора на фильтрационно-емкостные свойства продуктивных пластов.

Результаты исследований поверхностного натяжения разработанного состава представлены на рис. 7. Для сравнения были выбраны несколько систем буровых растворов, применяемых как для бурения, так и для первичного вскрытия продуктивных пластов. Наилучшие результаты показал разработанный состав биополимерного бурового раствора (0,4%Робус+4%КМК+                5%КСl +0,7%Na2CO3+0,06% Пента+0,3%Катамин). Поверхностное натяжение на границе «фильтрат – нефть» уменьшается в 3 раза по сравнению с водой, в 2 раза меньше по сравнению с полимерным раствором, более чем в 2 раза ниже по сравнению с глинистым и раствором на основе формиата натрия.

Рис. 7  Поверхностное натяжение растворов на границе      «фильтрат-нефть»

Одним из важнейших показателей утяжеленных буровых растворов является стабильность системы. Утяжеление дисперсионной среды солями хлорида и формиата натрия совместно с последующим введением шлака позволяет снизить содержание твердой фазы в промывочной жидкости, что положительно влияет на механическую скорость бурения, а также минимизирует  отрицательное влияние  раствора на фильтрационно-емкостные характеристики продуктивных пластов с аномально высокими пластовыми давлениями. На рис. 8 представлены зависимости свойств утяжеленного раствора с хлоридом натрия.

 Рис. 8 Зависимость параметров биополимерного утяжеленного             раствора с хлоридом натрия от концентрации шлака:

1-0,4% Робус+4% КМК+26% NaCl+0,7% Na2CO3+5% KCl;

2-0,5% Робус+4% КМК+26% NaCl+0,7% Na2CO3+5% KCl

Из рис. 8 видно, что с увеличением количества шлака со  150 до 650 г (11-36% (масс.)) происходит возрастание плотности раствора с 1270 до 1550 кг/м3. После введения 31% (масс.) утяжелителя стабильность  ухудшается  как для растворов с 0,4% Робуса, так и с 0,5% (масс.), однако остается удовлетворительной (до 25 кг/м3). Значение фильтрации растворов не превысило 6 см3 за 30 мин. При дальнейшем увеличении концентрации шлака до              39% (масс.) раствор потерял стабильность (С=29 кг/м3). Таким образом, предел утяжеления данной системы равен 36% (масс.).

При разработке составов биополимерных утяжеленных растворов с формиатом натрия использовалась та же базовая система, что и с хлоридом натрия, но с содержанием биополимера Робус 0,5% (масс.). Плотность раствора без введения шлака при растворении 40 % формиата натрия составила 1410 кг/м3, условная вязкость 51 с, СНС1/10 =45/51 дПа соответственно, фильтрация 4 см3 за 30 мин. Шлак вводился теми же концентрациями, что и в раствор с хлоридом натрия. При введении в раствор 32% шлака по массе показатель стабильности составил 24 кг/м3, что является достаточным условием сохранения структурных свойств при плотности утяжеленного раствора 1770 кг/м3. Дальнейшее утяжеление раствора приводит к потере стабильности системы.

Известно, что в процессе вскрытия продуктивных пластов происходит снижение фильтрационно-емкостных свойств коллектора. Лабораторные исследования процесса загрязнения воздействием бурового раствора моделей, имитирующих нефтенасыщенный коллектор, проводились с помощью установки ТВР-804 Coretest Systems. Результаты экспериментов показали, что после воздействия разработанных составов утяжеленных биополимерных буровых растворов коэффициент восстановления проницаемости достигает 87%, в то время как, для полимерглинистого утяжеленного раствора это значение  составляет  45%.  

Таким образом, использование ферромолибденового шлака совместно с солями хлорида и формиата натрия позволяет получить стабильные растворы с приемлемыми технологическими параметрами и плотностью до 1770 кг/м3, снижающие их отрицательное влияние на фильтрационно-емкостные характеристики коллекторов.

В пятой главе приведена технико-экономическая оценка эффективности применения утяжеленных буровых растворов на основе шлаковых отходов.

Оценка экономической эффективности использования  в качестве утяжелителя шлака, образующегося при выплавке ферромолибдена, вместо традиционного барита показала, что можно добиться снижения стоимости 1м3 утяжеленного глинистого раствора с 3646,4 до 2050,1 руб. (на 44%), а так же утяжеленного биополимерного раствора  с 6512,69 до 4910,09 руб. (на 25%).

Опробование разработанной композиции биополимерного утяжеленного бурового раствора проводилось на скважине №32488 Алькеевской площади Ромашкинского месторождения. За время бурения раствор имел стабильные показатели свойств. Расход химических реагентов и материалов не превышал расчетной нормы. Приготовление бурового раствора в условиях буровой не потребовало дополнительного специального оборудования и не вызывало технологических трудностей.

Основные выводы и рекомендации:

  1. Наиболее приемлемым утяжелителем буровых                   растворов, на  основе отходов металлургических производств                                   является ферромолибденовый  шлак.  Плотность, утяжеляющая способность, абразивность, смачиваемость и водорастворимость ферромолибденового шлака близка к аналогичным физико-механическим свойствам баритового концентрата (КБ-6).
  2. Использование в качестве утяжелителя ферромолибденового шлака позволяет получать биополимерные буровые растворы плотностью до 1770 кг/м3 и глинистые плотностью до 1500 кг/м3, не уступающие по основным технологическим свойствам растворам, утяжеленным баритовым концентратом.
  3. Разработанные утяжеленные буровые растворы являются стабильными системами. Использование комплекса полисахаридных реагентов Робус 0,3-0,5% (масс.) и карбоксиметилированного крахмала     3-4% (масс.)  позволяет оптимизировать структурно-реологические и фильтрационные свойства безглинистых утяжеленных растворов.
  4. Введение алкилдиметилбензиламмония хлорида                  0,3% (масс.) в биополимерный раствор позволяет эффективно бороться с  ферментативным разложением  в течение   7-8 дней.
  5. Разработанные утяжеленные биополимерные буровые растворы обладают низкими коэффициентами поверхностного натяжения на границе "фильтрат-нефть" (4,5 мН/м), позволяют снизить интенсивность набухания глинистых частиц в 9 раз по сравнению с набуханием в дистиллированной воде. Коэффициент восстановления проницаемости пористой среды после воздействия разработанных утяжеленных растворов достигает 87%.
  6. Утяжелитель на основе шлака, образующегося при выплавке ферромолибдена, и другие материалы, входящие в состав разработанных составов буровых растворов, являются экологически безопасными.
  7. Внедрение результатов исследования в производство позволит существенно сократить затраты на материалы для приготовления буровых растворов и повысить технико-экономическую эффективность строительства скважин. Использование в качестве утяжелителя ферромолибденового шлака вместо традиционного барита позволяет снизить стоимость 1 м3 утяжеленного глинистого раствора с 3646,4 до 2050,1 руб. (на 44%), а также утяжеленного биополимерного раствора  с 6512,69 до 4910,09 руб. (на 25%) при сохранении основных технологических свойств.

 Содержание диссертации отражено в следующих основных печатных работах:

  1. Вафин Р.М., Закиров А.Я. Биополимер К.К. Робус как регулятор структурно-реологических свойств промывочных жидкостей // Нефтяное хозяйство. – М., 2011. - №12. – С. 92-94.
  2. Закиров А.Я., Вафин Р.М., Леушева Е.Л. Использование промышленных технологических отходов в буровых растворах // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2011. - №8. – С. 34-36.
  3. Вафин Р.М. Повышение качества вскрытия продуктивных пластов путем комплексного использования полисахаридов // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2011. - №1. – С. 47-53.
  4. Вафин Р.М. Буровые растворы повышенной плотности для бурения скважин с аномально высокими пластовыми давлениями, а так же способ улучшения их основных технологических свойств // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XIV Международного симпозиума имени академика М.А. Усова. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. -  С. 141-143.
  5. Вафин Р.М., Закиров А.Я. Предварительные результаты исследований и перспективы применения промывочных жидкостей для бурения скважин в сложных горно-геологических условиях // ХI международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2010»; ч. 4. – Ухта: УГТУ, 2010. – С.13-17.
  6. Вафин Р.М., Николаев Н.И. Перспективы применения биополимерного бурового раствора повышенной плотности и альтернативного утяжеляющего материала // Научные исследования и инновации. Т. 5, № 1. – Пермь: Изд-во Пермского государственного технического университета, 2011. – С. 44-47.
  7. Вафин Р. М. Исследование новых составов буровых растворов на основе биополимеров для бурения скважин в сложных условиях // Сб. науч. тр. Донецкого национального технического университета, серия «Горное дело и геология». – Вып. 14 (181). – Донецк, ДНВЗ «ДонНТУ»,  2011. – С. 196-203.
  8. Николаев Н.И., Лю Тяньлэ, Вафин Р.М Исследование ингибирующей способности полигликолевого бурового раствора с кинетическим ингибитором при разведке газовых гидратов // Инженер-нефтяник. – М.: ООО «Ай Ди Эс Дриллинг», 2011. - №3. -  С. 28-32.
  9. Николаев Н.И., Закиров А.Я., Вафин Р.М., Мелехин А.А. Утилизация отходов промышленных производств посредством использования их при строительстве скважин // Экология и развитие общества, 2011. – №1-2(1). - С. 54-58.
 
Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.