Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка водоотверждаемых уретановых форполимерных композиций для изоляции зон осложнений при бурении скважин

ВАК РФ 25.00.15, Технология бурения и освоения скважин

Автореферат диссертации по теме "Разработка водоотверждаемых уретановых форполимерных композиций для изоляции зон осложнений при бурении скважин"

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

КУЗНЕЦОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ВОДООТВЕРЖДАЕМЫХ УРЕТАНОВЫХ ФОРПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ОСЛОЖНЕНИЙ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 25.00.15 ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ И ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЁНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Бугульма 2003г.

?

Работа выполнена в лаборатории буровых растворов ДООО «Башнипинефть» ОАО «АНК Башнефть»

Научный руководитель: д-р техн. наук, с. н. с.

Б.А. Андресон

Официальные оппоненты: д-р техн. наук, проф.

В.Н. Поляков

канд. техн. наук, с. н. с. Н.И. Рылов

Ведущее предприятие: Государственное научно-производственное предприятие «Азимут» (ГНПП «Азимут»), г.Уфа

Защита состоится 3 июля 2003г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д.222.018.01 Татарского научно-исследовательского и проектного института нефти (ТатНИПИнефть) по адресу:

423200, Республика Татарстан, г.Бугульма, ул.М.Джалиля, 32

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ТатНИПИнефть. Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу диссертационного совета

Автореферат разослан во мая 2003 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, д-р техн. наук, с. н. с.

Р.З. Сахабутдинов

Лооз-Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Одним из последствий гидродинамического взаимодействия скважины и пластов является нарушение технологии строительства скважины вследствие поглощения буровой промывочной жидкости или водопроявлений. Ликвидация таких осложнений всегда связана с дополнительными расходами по доставке материалов, используемьгх для этих целей, и времени, необходимого для проведения подобных работ. Поэтому поиск материалов и разработка технологий, обеспечивающих эффективность изоляционных работ и сокращение затрат на ликвидацию осложнения, всегда актуален и экономически оправдан.

Вместе с тем, некоторые важные в научном и прикладном отношении вопросы рассматриваемой проблемы нуждаются в дальнейших исследованиях и поиске новых решений на основе накопленного опыта и современных научно-технических достижений.Так, одной из наиболее важных, назревших проблем в области ликвидации зон осложнений, стала необходимость разработки технологий и технических средств по изоляции высокопроницаемых объектов, которые в процессе бурения могут проявлять как поглощающие, так и водопро-являющие свойства. Особые проблемы возникают при вскрытии низкопроницаемых, но высоконапорных пластов.

Для повышения качественных и экономических показателей изоляционных работ необходима разработка тампонажных систем, одинаково эффективно обеспечивающих снижение проницаемости прискважинной зоны с резко различающимися по своим характеристикам пропластками. Для подобных, критически сложных, гидродинамических условий поглощающих и водопроявляющих зон целесообразно применение тампонажных систем и технических средств, позволяющих снизить их начальную приёмистость до технологического уровня, достаточного для эффективного использования традиционных технологий на завершающем этапе изоляционной операции.

Цель работы. Повышение качества и эффективности изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов путём разработки и внедрения тампонажных композиций на основе уретановых форполиме-ров, технологии и техники их применения.

Основные задачи исследований:

1. Анализ результатов проведённых ранее экспериментальных исследований отверждаемых полиуретанов. Экспериментально исследовать и оценить физико-химические и изоляционные свойства водоотверждаемых уретановых форполимеров.

2. Развитие современных представлений о механизме снижения проницаемости поглощающих (водопроявляющих) пластов при взаимодействии их с композициями на основе уретановых форполимеров.

3. Разработать рецептуры тампонажных систем на основе уретановых форполимеров, технологии их приготовления и применения.

4. Разработать технологию и технику изоляционных работ с применением композиций на основе уретановых форполимеров с целью ликвидации зон поглощений и водопроявлений. Выявить оптимальные области их применения.

5. Внедрить разработанные тампонажные системы на основе уретановых форполимеров в практику изоляционных работ при строительстве скважин.

Научная новизна.

1. Впервые на основе теоретического обобщения и экспериментальных исследований разработан высокоэффективный физико-химический метод изоляции зон поглощений и водопроявлений повышенной интенсивности с использованием гидрофильного водоот-верждаемого уретанового форполимера («Буретан» и «НусеЮН»), обеспечивающий кратное снижение затрат материалов и времени на изоляционные работы.

2. Изучены особенности реакции отверждения форполимеров с концевыми изоцианатными группами при контакте с водной средой в зависимости от различных факторов. Установлена зависимость скорости отверждения гидрофильных уретановых форполимеров от молекулярной массы, концентрации и температуры, позволяющая целенаправленно регулировать период отверждения смеси.

3. Теоретически и экспериментально обоснован структурный и количественный состав уретановой форполимерной композиции, от-верждаемой водной средой.

4. Предложен механизм формирования отверждаемого материала в процессе реакции форполимера с водной средой в присква-жинной зоне поглощающих и водопроявляющих пластов, обеспечивающий снижение их проницаемости.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности.

1. Разработан и широко апробирован при бурении скважин эффективный и экономичный способ изоляции высокоинтенсивных поглощающих и водопроявляющих пластов на основе уретановых форполимеров, обеспечивающий кратное снижение затрат материалов и времени на изоляционные работы.

2. Разработано устройство, обеспечивающее доставку водоот-верждаемого форполимера в подпакерном контейнере с регулируемым временем началом его продавливания в поглощающий или во-донроявляющий пласт.

3. Установлена наиболее эффективная область применения разработанной технологии - изоляция зон осложнений до 80 м3/час на 0,1 МПа.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на:

- Межотраслевой научно-практической конференции «Новые технологии, технические средства и материалы в области промывки при бурении и ремонте нефтяных и газовых скважин», г.Анапа, 28-31 мая 2001г.

- Пятом международном симпозиуме по бурению скважин в осложнённых условиях. Санкт-Петербург. 11-15 июня 2001г.

- Республиканской конференции «Геология и перспективы расширения сырьевой базы Башкортостана и сопредельных территорий», Институт геологии УНЦ РАН, г.Уфа, 2001 г.

- Первой научно-практической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса Западной Сибири и пути повышения его эффективности».- Когапым.17-18 декабря 2001 г.

Публикации. Основные положения диссер/ации опубликованы в 13 печатных работах.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 80 наименований. Работа изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунок и 15 таблиц, 8 приложений на 16 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность работы, поставлена цель и определены основные задачи исследований.

В первой главе приведен анализ современных методов изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов, основанных на применении тампонажных растворов и смесей.

Исторически сложилось представление об изоляции зон поглощения как о процессе закупорки пор твердым материалом с последующим его закреплением в пласте цементным раствором. Однако если рассматривать скважину с вскрытым проницаемым пластом как гидравлическую систему с очень ёмким коллектором в нижней её части, становится ясно, что имея в качестве тампонирующего мате-

риала жидкость, максимально приближенную по реологическим свойствам к пластовой, можно решать задачу изоляции зоны осложнения, т.е. отсечения коллектора от ствола скважины, путём превращения этой жидкости в отверждённый материал за счёт специфических физико-химических свойств органических соединений. Эти продукты реакции должны предотвратить гидродинамическую связь ствола скважины с пластом как при наличии перепада давления со стороны скважины, так и со стороны пласта. Наиболее полно данным представлениям отвечают физико-химические методы снижения проницаемости поглощающих и водопроявляющих пластов, основанные на использовании водоотвержающихся гидрофильных уретановых форполимерных композиций.

Во второй главе приведены описания лабораторных приборов, обоснование методов лабораторных исследований и критерии оценки свойств тампонажных составов на основе уретановых форполимеров. В процессе экспериментов определяли: время начала отверждения (ВНО) по методике, предложенной специалистами японской фирмы Toho Chemical Industry Со; пластическую прочность материала пла-стометром Ребиндера П.А. и на установке «Instron - 1122»; степень адгезии материала к поверхности породы и металла с помощью прибора конструкции Башнипииефть; объёмную усадку отвержденного материала.

В третьей главе приведены результаты комплексных исследований с целью разработки физико-химического метода изоляции поглощающих и водопроявляющих зон на основе водоотверждаемых уретановых форполимерных композиций (УФК). В экспериментах использовали отечественный гидрофильный уретановый форполимер марки «Буретан» и аналоги японского производства «Hycel ОН-1 AN» и «Hycel OH-822N». Было установлено, что для отверждения гидрофильных уретановых форполимеров не требуется каких либо катализаторов, они отверждаются при взаимодействии с водными дисперсными системами. При этом образуется экологически безопасный пластмассовый материал (поликарбамид) и выделяется небольшое количество углекислого газа. Причём, отверждение происходит как в присутствии больших количеств воды (концентрации форполимера в смеси 4-5%) с образованием формоустойчивого, резиноподобного, слегка вспененного материала, так и при весьма незначительном её содержании (доли процента) с образованием жёсткого, практически монолитного материала.

Изучено влияние на физико-механические свойства водоотверждаемых композиций ряда факторов (давления, рН, минерализации, наполнителей и др.), среди которых превалирующими являются тем-

25

20

15

а

о ш ь

0 го

§ 10

т

л

1

к

2 5

с 0

а.

Ш

Ну Молекул . ^ се1 ОН-1АМ ! ярная масса 4500

|-,-- : 1 | 1 1

0. 10 20 30 40 50 60 Температура, сС

10% Нусе! ОН-1АМ с пресной водой

20% Нусе! ОН-1АЫ с пресной водой

50% Нусе! OH-1AN с пресной водой

10% Нусе! ОНИ АЫ в 1,5% водном р-ре СаС1_2

20% Нусе! ОН-1АМ в 1,5% водном р-ре СаСЦ

50% Нусе! ОН-1АЫ в 1,5% водном р-ре оао[_2

Нусе! ОН-822М Молекулярная масса 2500

Температура, С

-♦-10% Нусе! ОН-822М с пресной водой -а 20% Нусе! ОН-822Ы с пресной водой -*-50% Нусе! ОН-822М в пресной воде

14% Нусе! ОН-822Ы в 1,5% водном р-ре СаС1_2 • 20% Нусе! OH-822N в 1,5% водном р-ре СаСЦ -•-50% Нусе! ОН-822М в 1,5% водном р-ре СаСЦ

Рис.1 Влияние температуры и состава среды на скорость отверждения уретановых форполимерных композиций

7,441

6,878

6,315 | 5

5,752 * 5

1 9

® о.

5.189 о- Ф Ой а

4,626

4,063

О 5 10 15 20 Давление, МПа

Рис.2 Влияние давления на ВНО и плотность отверждённого образца (для 10%-го водного раствора Буретан-1)

-Плотность отверждённого материала Время начала отверждения

0,065 ---г-

£ 0,06

0,055

0,05 -

5 0,045

0,04

0 5 10 15 20 Давление, МПа

Рис.3 Зависимость пластической прочности отверждённого образца от давления (для 10%-го водного раствора Буретан-1)

пература, молекулярная масса форполимера и его концентрация в композиции (рис.1).

Температурный фактор сказывается, главным образом, на ВНО композиции. При повышении температуры оно резко уменьшается, а при понижении температуры, наоборот, удлиняется.

Рост давления до 5 МПа вызывает повышение ВНО и плотности отверждённого образца (рис.2), одновременно снижая его пластическую прочность (рис.3).

Длительными лабораторными опытами установлено, что после отверждения происходит объёмная усадка образцов в основном за счёт потери воды, иммобилизованной в молекулярно-сетчатой структуре. В условиях контакта с воздухом она значительна. Выявлено, что чем выше концентрация форполимера, тем ниже объёмная усадка от-верждённых образцов. Величина усадки под слоем воды зависит от молекулярной массы (М) форполимера, но изменения её величины незначительны (с 7,5 до 4,5% для М=2500, с 4,2 до 1,5 % для М~4500), так что её влиянием можно пренебречь.

Изучены физико-химические свойства композиций на основе отечественного гидрофильного водоотверждаемого уретанового фор-

полимера марки «Буретан». По результатам исследований выявлены и математически обработаны зависимости ВНО от влияния температуры отверждения композиции и от концентрации форполимеров с различной молекулярной массой в композициях. С достаточной для практических расчётов точностью (средняя относительная ошибка составляет ~7%) при рекомендуемой для проведения изоляционных работ концентрации 10 массовых % зависимости ВНО (мин) от температуры (°С) имеют вид:

для Буретан-1 (М=4500) ВНОь.,= 194,64-Т '12479 для Буретан-2 (М=3500) ВНОб-2 = 232,1-Т "и184 для Буретан-3 (М=2500) ВНО^ = 203,03-Т ■10004 Зависимости ВНО от концентрации форполимера (при Т=22°С) имеют вид:

для Буретан-1 ВНОб., ■= 32,599-С "0ЭД66

для Буретан-2 ВНО^ = 46,819-С "°'й425

для Буретан-3 ВНО« = 72,173-С 0,9437

В общем виде зависимость времени начала отверждения от концентрации форполимера (С, %), молекулярной массы (М) и температуры (Т,°С) может быть представлена следующим аналитическим выражением:

ВНО = а/2-Тф р/2-С х (мин)

Значения коэффициентов а, |3, <р, А. связаны с молекулярной массой форполимеров степенной зависимостью. Эти зависимости можно выразить следующими уравнениями:

а = 0,22866-М - 0,000033265-М2 - 160,71375 (5=119,8-0,0198-М <р = 0,0001-М +0,6891

X = 0,0005971 М - 0,00000008-М2 - 1,9198875 Полученные аналитические зависимости использовались при отработке технологии изоляции поглощающих и водопроявляющих зон на основе форполимера. Показано, что путём введения различных материалов и химических реагентов можно регулировать физико-механические свойства водоотверждающих УФК. Так, эффективное регулирование прочностных характеристик УФК достигается применением вместо технической воды глинистого раствора. При этом пластическая прочность УФК увеличивается в 1,5-2 раза с одновременным повышением степени адгезии отверждённого материала к поверхностям породы и металла.

Применением облегчающих (вспученный перлит, вермикулит, пламилон, опилки и др.) или утяжеляющих (барит, мел, цемент, песок и др.) наполнителей можно регулировать плотность отверждённого

изоляционного материала в широком диапазоне. В этой связи перспективно применение в качестве наполнителя в УФК пламилона (пластмассовых микросфер), что обусловливает получение лёгкого высокопрочного продукта с повышенными изоляционными и колъма-тирующими свойствами.

Установлено, что отверждение форполимерной композиции, в водном растворе ПАВ (1% объёмных) происходит медленнее, причём с потерей пластической прочности, чем в воде без ПАВ. Из исследованных марок ПАВ предпочтительнее сульфоцианат натрия, так как ВПО удлиняется с 3,5 мин до 11 мин, а потеря пластической прочности от всрждённого образца до 0,04 МПа отмечается при 7% (объёмных) ПАВ.

В водном растворе, содержащем в массовых долях свыше 0,2% полиакриламида (ПАА) со степенью гидролиза не более 15%, отверждения Буретана не происходит. При концентрации ПАА менее 0,2% ВНО увеличивается при одновременной потере пластической прочности и уменьшении степени адгезии к породе и металлу.

Аналогичным образом ведёт себя и композиция, содержащая полимер акрилового ряда ГИВПАН. Но в отличие от ПАА, ГИВПАН при контакте с поливалентными катионами металлов высаливается, тем самым освобождая воду, которая, вступая в реакцию с форполи-мером Буретан уже в порах пласта, вызывает его отверждение с образованием резиноподобной массы.

Изучены физико-химические свойства композиций на основе уретановых форполимеров в зависимости от высоких и предельно высоких концентраций наполнителей при их естественной влажности. Анализируя результаты исследований, в которых вода является от-вердителем для уретанового форполимера, и, соответственно, пересчитав его концентрации в композициях на концентрацию уретанового форполимера по отношению к воде, установлено, что процесс набора пластической прочности композиций с добавкой сухого цемента (естественная влажность 5 %) отличается на порядок от композиций, где точно такое же увеличение концентрации уретанового форполимера достигалось за счёт увеличения количества вводимого песка с естественной влажностью 16 %. Установлено, что цемент, добавленный в композицию с уретановым форполимером в качестве наполнителя, в отличие от барита, мела, бентонита, обеспечивает увеличение пластической прочности в течение не менее чем 10 суток.

Пластическая прочность композиции, полученной при взаимодействии с водной средой при нулевой температуре, оказалась в три-раза выше, чем при 22°С (температура замерзания товарного «Буретан-1» составляет не менее минус 20°С). Результаты экспериментов с

Концентрация "Буретан-1", % масс. Рис. 4 Влияние концентрации "Буретан-1" (изменение за счёт добавки бентонита ) на пластическую прочность и ВНО композиции бе нтон ит+ це ме нт+Бурета н-1

-»— Пластомеская прочность через 1 сутки —•— Пластическая прочность через 5 суток ■ -а- • • Время начала отверждения

0,26 0,24

я0,22

С

х 0.2 х

33.18

та П X

Хп,,

Ц

О)

«0.14

0,12

0,1

Отношение

- "Буретан-1" к \ I

цементу 1:0,5 . \ж"

.1 , 1 р ..•V г '

V \ -

\ К

\ ' \ и

итношение

\ 1 "Буретан-1" к цементу 1:1 - -1-1--

0,11396

0,09768

о

X

зг

0,06512^ 0,04884 £

0,03256

0,01628

ь и о

I*

81 а ш

о с

с ?!

95,9 95,1 94,3 93,5 93,4 92,6 91,8

Концентрация "Буретан-1", % масс

Рис. 5 Влияние концентрации "Буретан-1" (изменение за счбт добавки бентонита) на коэффициент теплопроводности и на величину адгезии композиции бентонит + цемент + Буретан-1 к металлу и породе.

ж Величина адгезии к металлу —«— Величина адгезии к породе {,

...а-- - Коэффициенттеплопровод-носта (Л), Вт/м-К

Факторы, укорачивающие технологически необходимое время на доставку композиции в изолируемый пласт

Увеличение температуры отвердителя

Увеличение концентрации форполимера в водной дисперсионной среде

Применение форполимера с высокой _молекулярной массой_

Факторы, улучшающие технологические

свойства гидрофильных уретановых _форполимерных композиций_

Увеличение температуры отвердителя

Увеличение концентрации форполимера в водной дисперсионной среде

Применение форполимера с высокой _молекулярной массой_

Факторы, удлиняющие технологически необходимое время на доставку композиции в изолируемый пласт

Время начала отверждения

Пластическая прочность и величина адгезии к породе

Увеличение давления, при котором происходит полимеризация

Увеличение минерализации отвердителя

Добавка полимеров в отвердитель Применение форполимера с малой _молекулярной массой_

Факторы, ухудшающие технологические

свойства гидрофильных уретановых _форполимерных композиций_

Увеличение давления, при котором происходит полимеризация

Увеличение минерализации отвердителя

Добавка полимеров в отвердитель Применение форполимера с малой _молекулярной массой_

Рис.6. Физико-химические свойства уретановых форполимеров, влияющие на выбор технологической схемы изоляционных работ в скважине

Рис. 7 Механизм снижения проницаемости поглощающих пластов

Расход

Давление

Реологические характеристики и свойства жидкости

-N Эффективная толщина пласта

ГИДРО- -К Глубина залегания кровли пласта

ДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТА -,> Пластовое давление

[=:> Свойства пластовых флюидов

Трещинная пористость и раскрытость каналов фильтрации

Реологическая характеристикиа исходной композиции

<С=

<=

<=

ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАСТА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Время

начала отверждения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СВОЙСТВАМИ ФОРПОЛИМЕРОВ

СОСТАВ КОМПОЗИЦИИ

Ж

ОБЪЁМ КОМПОЗИЦИИ

ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМА НАГНЕТАНИЯ

Давление

Время технологических остановок

Расход

Рис. 8 Общая технологическая схема ликвидации осложнений уретановымн форполимерами

добавкой сухого цемента требуют более глубокого их изучения, но в задачи данной диссертационной работы они не входили.

Превалирующее влияние добавки сухого цемента на пластическую прочность, величину адгезии и коэффициент теплопроводности (рис.4-5) подтвердилось и в композициях бентонит + цемент + «Буре-тан-1».

Проведённые сравнительные экспериментальные исследования гидрофильных форполимеров отечественного - «Буретан» и зарубежного - «Нусе1-ОН» показали, что они практически однотипны и под воздействием различных факторов реагируют аналогичным образом.

Физико-химические свойства исследованных гидрофильных уретановых форполимеров сведены в единую схему (рис.6).

Четвёртая глава посвящёна исследованию механизма снижения проницаемости поглощающих пластов при взаимодействии их с отверждаемой композицией на основе гидрофильных форполимеров (рис.7). Он связан с возможностью регулирования реологических характеристик исходной композиции до момента начала отверждения, кратковременным процессом набора структурно-механических свойств отверждаемой композиции - от 30 секунд до 4 минут, начало которого зависит от: свойств форполимера (в частности от молекулярной массы); температуры; величины давления; концентрации форполимера по отношению к воде; состава воды.

Исходя из представления о механизме снижения проницаемости поглощающих (водопроявляющих) пластов, рекомендуется следующая общая технологическая схема ликвидации зон осложнений с применением композиций на основе уретановых форполимеров (рис.8). На основании результатов гидродинамических исследований фильтрации и геолого-физических характеристик пласта (глубины залегания кровли пласта, толщины, типа коллектора, температуры пласта) выбираются технологические показатели (время начала отверждения, прочностные характеристики, реологические характеристики) исходной композиции и способ управления её свойствами, рассчитывается объём и состав тампонажиой композиции и параметры режима нагнетания (расход, давление, температура).

В зависимости от глубины расположения и интенсивности зоны поглощения (водопроявления) и с учетом специфических физико-химических свойств уретановых форполимеров разработаны две основные технологические схемы проведения изоляционных работ.

1. Технология изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов путём закачки водоотверждающей композиции на основе уретановых форполимеров с устья скважины через бурильные

трубы (при этом возможны варианты в зависимости от места приготовления УФК).

А) Закачивание через бурильные трубы приготовленной на устье скважины УФК в проницаемый пласт. Б) Закачивание через бурильные трубы чистого уретанового форполгшера с последующим его смешением с водной средой в стволе скважины. Область применения технологии жёстко ограничена ВНО. Увеличить глубину применения УФК в скважине можно за счёт увеличения скорости прокачивания УФК по бурильным трубам и удлинения ВНО путём;

Рис ■ 9. Схема компоновки для контейнерной доставки предполимера к зоне

поглощения (водопроявяения): I — бурильные трубы; 2 — гидромеханический пахер, 3 — слитой клапан; 4 — контейнер из бурильных (обсадных) труб; 5 — переводник, 6 — диафрагма, 7 — гайка; в — пружина; 9 — тарелка клапана; 10 — седло клапана; II — сверление, 12 — боковой клапан; 13 — шток.

а) снижения температуры затворения; б) снижения концентрации форполимера; в) добавки в дисперсионную водную фазу полимеров или минеральных солей.

2. Технология изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов путём контейнерной доставки уретанового форполимера в зону осложнения. Она включает упрощённый вариант А) Доставка

г

I

форпопымера в бурильных трубах с разделительными диафрагмами (контейнере) и более универсальный вариант Б) Доставка форполи-мера в бурильных трубах с разделительны ми диафрагмами с установленным над кровлей осложненной зоны гидромеханическим покером. Устройство (рис.9) позволяет доставлять на требуемую глубину уретановый форполимер, производить установку пакера в стволе скважины, а затем выдавливать форполимер из контейнера в ствол скважины, где он перемешивается с пластовой и продавочной водой при продвижении по стволу и закачивать УФК в зону поглощения. Область применения технологии практически ограничена только объёмом контейнера и состоянием ствола скважины. Технология позволяет контролировать время начала отверждения в непосредственной близости от зоны осложнения.

Таким образом, на основании проведённых исследований, уретановый форполимер («Буретан» или «Нусе1-ОН»), как основа отвер-ждающей композиции и нового физико-химического метода изоляции поглощающих и водопроявляющих зон, был рекомендован для промышленных испытаний. Установлены оптимальные концентрации уретанового форполимера в водных дисперсных системах для получения качественного отверждаемого материала. В массовых долях они составляют 7-10%.

Таблица 1

Обобщённые результаты применения УФК

Предприят ие Число изоляционных операций по ликвидации осложнений Результаты проведённых работ

Положительный (полная изоляция или значительное снижение приёмистости) Отрицательный (без изменений)

«Башнефть» 221 162 59

«Пермнефть» 12 11 1

«Удмуртнефть» 8 8 0

«Татнефть» 7 1 6

«Енисейнефтегаз-геология» 1 1 0

ВСЕГО 249 183 56

Пятая глава включает результаты промысловых испытаний технологии изоляционных работ с применением отечественного форполимера «Буретан» и аналогичного японского форполимера «Нусе! ОН». Систематизированные сведения о промышленных испытаниях уретановых форполимеров представлены в табл.1 и 2.

Таблица 2

Результаты применения уретановых форполимёров в ОАО «ДНК Башнефть»

УБР Число изоляционных операций по ликвидации осложнений Результаты проведённых работ

Зон поглощения Зон водо-проявления Близко расположенных поглощающих и проявляющих Положительный (полная изоляция или значительное снижение интенсивности) Отрицательный (без изменений)

Уфимское 29 3 — 16 16

Ишимбайское 18 — — 12 6

Туймазинское 24 — — 15 9

Бслебеевское 16 2 — 11 7

Нефтекамское — 24 24 42 6

Дюртюлинское 14 30 13 46 11

Краснохолмское — 24 - 20 4

Всего 101 83 37 162 59

Из 249 изоляционных операций в 183 (73,5 %) получены положительные результаты. В ПО «Татнеф1ь» при испытаниях физико-химического метода борьбы с осложнениями на основе уретановых фор-полимеров ожидаемого эффекта не получено. Он испытывался как альтернатива профильным перекрывателям при приёмистости поглощающих пластов более 100 м3/час на 0,1 МПа, осложнённых к тому же внутрипла-стовыми перетоками.

В «АНК Башнефть» применение новой технологии на основе уретановых форполимеров для изоляции зон поглощений и водопро-явлений в 175 скважинах позволило сэкономить: 2437 кг цемента, 3375 м3 глинистого раствора, 1004 кг бентонита, 100,4 кг хлористого кальция, 918 тонн опилок. Экономия времени на изоляционные работы составила 57 суток. Успешность новой технологии составила 72,5%.

Например, в скв. 3074 Менеузовской площади при вскрытии намюрского горизонта в интервале 1130...1140 м отмечено проявление пластовых вод с интенсивностью 70...75 м3/ч, а в интервале 1225...1235 м — поглощение технической воды с интенсивностью 80 м3/ч. При закачке технической воды буровым насосом с подачей 120м /ч перепад давления на стояке бурового насоса составил 0,1 МПа. Для проведения изоляционных работ использовали контейнерную компоновку, схема которой представлена на рис.9. Копия

диаграммы регистрирующего манометра представлена на рис.10. Предварительно бурильные трубы, служащие контейнером (две свечи по 25 м), заполнили «Буретаном-1» (400 л), роль разделительной пробки выполняла высококонсистентная смазка консталин.

Пакер с хвостовиком-контейнером спустили и установили на глубину 1090 м (позиция 3 на рис.10), при этом нижний конец хвостовика-контейнера находился на глубине 1140м, между проявляющим и поглощающим пластами. Затем в бурильные трубы в течение 7,5 мин закачивали буровым насосом техническую воду с подачей 120 м3/ч. За счёт пуска в работу ЦА повысили давление до 4...5 МПа, тем самым закрыв боковые отверстия сливного клапана, что обусловило мгновенный рост давления в трубах до значения, необходимого для разры-

Рис. 10 Запись манометра МГН-160 при изоляции $оны осложнения на скв. 3074 Менеузовскои площади с применением форполимера «Буреган». Манометр установлен на устье, внутри первой трубы

Время продавливания смеси форполимера со скважинкой жидкостью в поглощающий пласт составило 2,5 мин при расходе 162 м3/ч, давление в конце продавливания плавно снизилось до 14,5 МПа (позиция 5-6). После периода ожидания отверждения смеси (2,5 мин) (позиция 6) ствол скважины в течение 30 мин исследовали при различных режимах, изменяя подачу насоса от 90 до 155 м3/ч (позиция 78). При последних трёх опрессовках давление изменялось от 6 до 12,5 МПа. При проработке ствола скважины в интервале 1130-1250 м отмечены посадки инструмента, из скважины промывочной жидкостью выносились куски резиноподобного материала. Проведенные после проработки ствола скважины гидродинамические исследования пока-

зали, что зона поглощения изолирована полностью, а интенсивность водопроявления снизилась на 50%.

Для оценки экономической эффективности новой технологии использовали результаты испытаний форполимеров «Буретан-1» и «Нусе1-ОН». Расчет экономической эффективности выполнен применительно к Дюртюлинскому УБР, в котором проведен наибольший объем испытаний. Все показатели по стоимости относятся к 1987 г. Стоимость уретанового форполимера принята равной 2 ООО р/т (по такой цене выпускались опытные партии «Буретан-1»). Экономия средних затрат на скважину с интенсивностью поглощения до 6 м3/ч, от 6 до 8 м3/ч, свыше 8 м3/ч на 1 МПа составила соответственно 2 133,3 руб., 4 404,3 руб. и 636,4 руб. На основании результатов промысловых испытаний и экономических расчётов установлено, что область наиболее оптимального применения разработанной технологии является изоляция зон осложнений интенсивностью до 80 м3/час на 0,1 МПа. Данный эффект получен, главным образом, за счет снижения расхода изоляционных материалов и времени на ликвидацию поглощений, а также сокращения транспортных затрат (табл.3).

Таблица 3

Усреднённые показатели расхода материалов

Коэффициент приёмистости, м3/ч *МПа Технология изоляции поглощения Количество изоляционных операций на 1 скважино-операцию Средний расход материалов на одну операцию, т

уретановый фор-полимер цемент буровой раствор бентонит ускоритель схватывания "а * ~ °т 3

До 6,0 Новая 1,3 0.32 2,4 2,4 0,5 0,04 0.4

Базовая 1,5 — 15.0 16.8 5,0 0,5 5,0

6,0-8,0 Новая 1,4 0,41 3,0 4,1 1.0 0,05 0,8

Базовая 1.6 -- 21,0 38,4 8,0 0,8 6,0

>8,0 Новая 1,9 1,02 16,8 24,5 2,8 0,8 2.5

Базовая 2,1 — 28,0 52,8 15.0 1.05 10,0

Основные выводы и рекомендации

1. Проведён критический анализ известных исследований в области разработки и применения современных методов изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов. Научно обоснован подход к

I

I

созданию принципиально нового физико-химического метода ликвидации осложняющих зон на основе водоотверждающих гидрофильных уретановых форполимеров.

2. Выполнен комплекс исследований по оценке физико-химических свойств водоотверждаемых уретановых композиций на основе отечественного гидрофильного уретанового форполимера под техническим названием "Буретан" и аналогов японского производства «НусеЮН».

Выявлена зависимость времени начала отверждения уретановых ' форполимерных композиций от различных факторов, из которых пре-

валирующими является температура и молекулярная масса форполимера.

' 3. Установлено, что путём введения различных материалов и

химических реагентов можно регулировать физико-механические свойства водоотверждаемых УФК.

4. Впервые на основе гидрофильного уретанового форполимера «Буретан» разработан материалосберегающий и экономичный метод изоляции поглощающих и водопроявляющих зон. Предложены технологические схемы и созданы технические средства для доставки водоотверждающейся композиции на основе «Буретан» в зону поглощений и водопроявлений. Установлена область эффективного применения разработки.

5. Разработано специальное устройство для доставки на требуемую глубину уретанового форполимера в контейнере, размещённом под пакером, позволяющее последовательно производить установку пакера и выдавливание форполимера из контейнера в ствол скважины.

6. Обобщены и систематизированы материалы широких промысловых испытаний разработанного физико-химического метода изоляции поглощений и водопроявлений на основе водоотверждаемого уретанового форполимера гидрофильного типа в объединениях Баш-нефть, Пермнефть, Удмуртнефть и Татнефть. Из 249 проведённых скважино-операций в 183 получен положительный результат (успешность 73,5 %), это послужило основанием для дальнейшего совершенствования метода изоляции поглощающих пластов водоотверждае-мыми уретановыми форполимерными тампонажными системами. Экономический эффект от применения новой технологии в 241 скважине составил 453,8 тыс.руб. (в ценах 1987г).

7. Рекомендованы перспективные направления применения водоотверждаемых уретановых форполимеров в качестве:

-тампонажного материала при строительстве скважин в интервале многолетнемёрзлых пород;

-экологически чистого тампонажного материала для ликвидации поглощений в пресноводной части разреза, селективной изоляции во-донасыщенных пластов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Кузнецов В.А.: Андресон Б.А., Утяганов И.В., Кузнецов В.А., Огаркова Э.И., Четвертнёва И.А., Фатхутдинов И.Х. Физико-химические проблемы бурения и заканчивания скважин в сложных горно-геологических условиях.-Уфа: РИО НБ РБ.2000.-75с.

2. Кузнецов В.А. Перспективные области применения водоот-верждаемых гидрофильных предполимеров при освоении месторождений полезных ископаемых. //Докл. Институт геологии УНЦ РАН, 2001. «Геология и перспективы расширения сырьевой базы Башкортостана и сопредельных территорий», том 2. -С.271-273

3.Андресон Б.А., Бочкарев Г.П., Кузнецов В.А. Технология ликвидации поглощений с применением отверждающего полимера // Экспресс-информ./. Сер. Техника и технология бурения скважин. -М.:ВНИИОЭНГ. - 1988. - Вып. 8- С. 13 - 18.

4. Андресон Б.А., Бочкарев Г.П., Кузнецов В.А. Разработка технологии применения физико-химического метода на основе форуре-тановых композиций для изоляции зон поглощений. //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -М.:ВНИИОЭНГ.-2000.-№6-7. -С.20-22.

5. Андресон Б.А., Бочкарев Г.П., Кузнецов В.А., Пеньков А.И. Исследования водоотверждаемых уретановых форполимеров применительно к проблеме борьбы с осложнениями при бурении скважин. //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -М.:ВНИИОЭНГ.-2000.-№8-9.-С.25-27.

6. Андресон Б.А., Бочкарев Г.П., Кузнецов В.А. Технология изоляции зон поглощений и водопроявлений в скважинах форполи-мером форуретанового типа. //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -М.: ВНИИОЭНГ.-2000.-№11. -С.8-11.

7. Кузнецов В.А. Перспективы применения водоотверждаемых гидрофильных композиций для изоляции зон осложнений при бурении скважин 7 В.А.Кузнецов, Б.А.Андресон // Труды НПО «Бурение». «Новые технологии, технические средства и материалы в области промывки при бурении и ремонте нефтяных и газовых скважин».-Краснодар,2001 .-Вып.6.-С.213-217.

8. Кузнецов В.А. Физико-химический метод изоляции зон осложнений при бурении скважин на основе уретановых форполимеров /В.А.Кузнецов, Г.П. Бочкарёв, Б.А. Андресон, P.M. Гилязов //«V ме-

ждународный симпозиум по бурению скважин в осложнённых условиях». Тезисы докладов. -Санкт-Петербург, 2001.-С.39.

9. Кузнецов В.А. Свойства водоотверждаемых гидрофильных полиуретановых предполимеров «Hycel ОН», «Буретан» и «Аквидур» и промысловый опыт их применения при ликвидации водопроявлений и поглощений при бурении скважин / В.А.Кузнецов, Б.А. Андресон, Г.П. Бочкарёв. //Труды КогапымНИПИнефть. «Проблемы нефтегазового комплекса Западной Сибири и пути повышения его эффективности»,- Когалым,2001 ,т.2.-С.56-60

10. Кузнецов В.А. Свойства водоотверждаемых гидрофильных полиуретановых предполимеров «Hycel ОН» и «Буретан» с позиций их применимости в нефтепромысловой практике и промысловый опыт их применения /В.А.Кузнецов, Б.А. Андресон, Г.П. Бочкарёв. //Труды Башнипинефть. «Техника и технология бурения и заканчива-ния скважин».-Уфа, 2002.-Вып.109.-С.101-108

11. Кузнецов В.А., Гилязов P.M., Бочкарёв Г.П., Андресон Б.А. Разработка и исследование составов с полиуретановыми композициями для селективной изоляции водонефтяных пластов. // В.А.Кузнецов, Р.М.Гилязов, Г.П. Бочкарёв, Б.А. Андресон // Труды Башнипинефть. «Техника и технология бурения и заканчивания скважин».-Уфа, 2002 .-В ып. 109.-С Л 09-117

12. A.c. 1654327 СССР, МКИ С 09 К 7/02. Безглинистый буровой раствор / М.Р. Мавлютов, В.А. Кузнецов, А.Г. Нигматуллина, Х.И. Акчурин, A.A. Чезлов, H.A. Валеева, М.А. Фролов //Бюл. Открытия. Изобретения.-1991.-№21.-С.115.

13. A.c. 1788001 СССР, МКИ С 09 К 7/02 Способ получения реагента для обработки буровых растворов / В.А. Кузнецов, А.Г. Нигматуллина, М.М. Быстрое // Бюл. Открытия. Изобретения.-1993.-№ 2,-

С.100.

Соискатель

В.А. Кузнецов.

Р11 5 1 4

Изд лиц. № 220 от 3 августа 2000 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме» Тираж 100 экз. Заказ^£>_£

450077, Башкортостан, Уфа, ул. Ленина, 86, Башнипинефть Е-таП: bashiupi@ufacom.nl Бесплатно

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кузнецов, Владимир Александрович

Введение.

Глава 1. Анализ опубликованных работ в области разработки и применения методов изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов при бурении скважин. .-.

1.1. Методы изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов на основе применения тампонажных цементных растворов и смесей

1.2. Физико-химические методы снижения проницаемости поглощающих и водопроявляющих пластов.

1.3. Перспективы совершенствования физико-химических методов борьбы с поглощениями.—.

1.4. Постановка цели и задачи исследования.

Глава 2. Методики исследований физико-химических и технологических свойств водоотверждаемых композиций на основе уретановых форполимеров

2.1. Метод определения времени начала отверждения композиций на основе уретановых форполимеров.

2.2. Методы исследования пластической прочности отверждённой уретановой форподим.ер.ной.композиции.

2.3. Метод исследования адгезии отверждённого материала к поверхности металла и породы

2.4. Метод оценки усадки отверждённого материала.

Глава 3. Экспериментальные исследования и разработка оптимальных составов уретановых форполимерных тампонажных композиций

3.1. Исследования водоотверждаемых композиций на основе уретановых форполимеров японского производства

3.2. Исследование уретановых форполимеров отечественного производства марки «Буретан».

3.3. Исследование уретановых форполимерных композиций, содержащих наполнителих естественной влажностью.

Выводы по главе

Глава 4. Разработка устройств, технологии приготовления и применения физико-химического метода изоляции зон осложнений уретановы-ми форполимерными композициями

4.1. О механизме снижения проницаемости поглощающих пластов при применении физико-химического метода на основе уретано-вых форполимеров

4.2. Технология изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов путём закачки водоотверждающей композиции на основе уре-тановых форполимеров через бурильные трубы.

4.3. Технология изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов путём контейнерной доставки уретанового форполимера в зону осложнения.

Глава 5. Промысловые испытания технологических схем применения уретановых форполимеров при изоляции водопроявляющих и поглощающих пластов

5.1. Промысловые испытания водоотверждаемых композиций на основе уретановых форполимеров японского производства.

5.2. Промысловые испытания водоотверждаемых композиций на основе отечественных гидрофильных уретановых форполимеров модификации «Буретан-1».

5.3. Экономическая оценка технологического эффекта от приме нения физико-химического метода на основе форуретановых композиций при борьбе с осложнением.

5.4. Выводы по результатам промысловых испытаний уретановых форполимерных композиций.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка водоотверждаемых уретановых форполимерных композиций для изоляции зон осложнений при бурении скважин"

Современный период строительства нефтяных и газовых скважин характеризуется интенсификацией поисков нефти и газа в связи с истощением запасов большинства месторождений, обусловившим уплотнение сетки разбурива-ния и увеличение глубины бурения скважин.

Из-за техногенных последствий, связанных с длительной эксплуатацией нефтегазовых месторождений, большинство из которых перешло в позднюю или завершающую стадию разработки, значительно осложнились горногеологические условия бурения скважин. Основным осложняющим фактором явилось изменение гидродинамического состояния комплекса высокопроницаемых водонасыщенных пород. Многолетние, не контролируемые заколонные межпластовые перетоки жидкости привели к формированию в ранее поглощающих пластах обширных зон дренирования и к росту текущего пластового давления. Следствием этих гидродинамических процессов стало образование ярко выраженных зон с высокими фильтрационными свойствами, проявляющимися как при отборах, так и при нагнетании жидкости [16,23,47,60], и способствующими развитию сильных осложнений при бурении скважин.

Поглощение промывочных жидкостей и тампонажных растворов в практике строительства скважин - одно из наиболее распространённых видов осложнений. Ежегодные затраты времени на борьбу с ними по нефтегазодобывающей отрасли составляют 6-16% от календарного времени на бурение скважин, а материально-финансовых средств - 3-7%. Кроме того, неизолированные зоны поглощений, обусловливая нарушение технологического процесса бурения скважины, являются причиной возникновения: межпластовых перетоков, обвалообразований и прихватов бурильных и обсадных колонн, газонефтеводо-проявлений, выбросов и открытых фонтанов.

Анализ литературных источников и изучение опыта борьбы с осложнениями показали, что основным методом изоляции поглощающих зон по-прежнему остается технология намыва наполнителей с последующими закрепляющими цементными заливками. Характерным для указанной технологии является многотоннажность используемых материалов и большие затраты календарного времени, что существенно удорожает стоимость проводки скважины. Причем, нередки случаи, когда после безуспешных попыток ликвидировать осложнение с многотоннажным расходом материалов возникает необходимость бурения второго ствола с целью обхода осложненного интервала [16].

Одной из наиболее сложных проблем остаётся ликвидация катастрофических поглощений, изоляция которых нагнетанием больших объёмов разноразмерных закупоривающих наполнителей в среде промывочных жидкостей, глинисто-бентонитовых паст и цементных растворов, как показала практика, приводит к огромным материальным затратам и существенно удорожает стоимость строительства скважины. Важной назревшей проблемой в области борьбы с осложнениями стала необходимость разработки технологий и технических средств по изоляции:

- близкорасположенных поглощающих и водопроявляющих пластов;

- высокопроницаемых объектов, которые в процессе проведения технологических операций могут проявлять как поглощающие, так и водо-проявляющие свойства.

В этой связи существенно возросли актуальность и народнохозяйственная значимость научно-исследовательских и прикладных работ в области совершенствования и разработки принципиально новых материало- и ресурсосберегающих технологий для борьбы с поглощениями и водопроявлениями в сложных и изменяющихся гидродинамических условиях строительства скважин.

Во многих регионах страны и за рубежом для борьбы с указанными осложнениями получили распространение физико-химические методы, которые отличаются от традиционных технологий меньшим расходом материалов и реагентов и высокой технико-экономической эффективностью.

Перспективным направлением дальнейшего совершенствования физико-химических методов ликвидации осложнений представляется разработка ресурсосберегающих технологий на основе уретановых форполимеров гидрофильного типа, учитывая их такие положительные свойства, как: однокомпонентность состава и небольшой расход, отверждаемость при контакте с водной средой, низкую плотность (сопоставимую с плотностью пластовой воды) и возможность её регулирования в широких пределах, устойчивость отверждённого материала к растворам солей и незначительную усадку в водной среде, повышение пластической прочности отверждённого материала при введении в смесь твердых инертных наполнителей, экологическую безопасность продуктов отверждения.

Настоящая диссертационная работа посвящена разработке физико-химического метода изоляции проницаемых зон осложнений композициями на основе водоотверждаемых уретановых форполимеров. Результаты проведённых исследований и разработок, представленные в работе, способствуют решению важной народнохозяйственной и социальной задачи - повышению эффективности строительства скважин в сложных условиях.

Автор выражает благодарность за консультации и практическую помощь при выполнении диссертационной работы научному руководителю д-р.т.н. Андресону Б.А., старшему научному сотруднику Бочкарёву Г.П., к.т.н. Семёнову Н.Я., сотрудникам лаборатории буровых растворов и лаборатории по борьбе с осложнениями отдела бурения ДООО «Башнипинефть», а также специалистам Уфимского, Нефтекамского, Туймазинского управлений буровых работ АНК «Башнефть». Особую роль в осмысливании гидродинамических процессов, происходящих при бурении, ликвидации осложнений, цементировании колонн, освоении скважин на диссертанта оказал в своё время, ныне покойный, д-р.т.н. Ситдыков Г.А.

1. Анализ опубликованных работ в области разработки и применения-методов изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов при бурении скважин

Заключение Диссертация по теме "Технология бурения и освоения скважин", Кузнецов, Владимир Александрович

Основные выводы и рекомендации

1. Проведён критический анализ известных исследований в области разработки и применения современных методов изоляции поглощающих и водопроявляющих пластов. Научно обоснован подход к созданию принципиально нового физико-химического метода ликвидации осложняющих зон на основе водоотверждающих гидрофильных уретановых форполимеров.

2. Выполнён комплекс исследований по оценке физико-химических свойств водоотверждаемых уретановых композиций на основе отечественного гидрофильного уретанового форполимера под техническим названием "Буретан" и аналогов японского производства «Нусе1-ОН».

Выявлена зависимость времени начала отверждения уретановых форполимерных композиций от различных факторов, из которых превалирующими является температура и молекулярная масса форполимера.

3. Установлено, что путём введения различных материалов и химических реагентов можно регулировать физико-механические свойства водоотверждаемых УФК.

4. Впервые на основе гидрофильного уретанового форполимера «Буретан» разработан материалосберегающий и экономичный метод изоляции поглощающих и водопроявляющих зон. Предложены технологические схемы и созданы технические средства для доставки водоотверждающейся композиции на основе «Буретан» в зону поглощений и водопроявлений. Установлена область эффективного применения разработки.

5. Разработано специальное устройство для доставки на требуемую глубину уретанового форполимера в контейнере, размещённом под пакером, позволяющее последовательно производить установку пакера и выдавливание форполимера из контейнера в ствол скважины.

6. Обобщены и систематизированы материалы широких промысловых испытаний разработанного физико-химического метода изоляции поглощений и водопроявлений на основе водоотверждаемого уретанового форполимера гидрофильного типа в объединениях Башнефть, Пермнефть, Удмурт-нефть и Татнефть. Из 249 проведённых скважино-операций в 183 получен положительный результат (успешность 73,5 %), это послужило основанием для дальнейшего совершенствования метода изоляции поглощающих пластов водоотверждаемыми уретановыми форполимерными тампонажными системами. Экономический эффект от применения новой технологии в 241 скважине составил 453,8 тыс.руб. (в ценах 1987г).

7. Рекомендованы перспективные направления применения водоот-верждаемых уретановых форполимеров в качестве:

-тампонажного материала при строительстве скважин в интервале мно-голетнемёрзлых пород;

-экологически чистого тампонажного материала для ликвидации поглощений в пресноводной части разреза, селективной изоляции водонасы-щенных пластов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кузнецов, Владимир Александрович, Бугульма

1. А.с. 1654327 СССР, МКИ С 09 К 7/02. Безглинистый буровой раствор /Мавлютов М.Р., Кузнецов В.А., Нигматуллина А.Г., Акчурин Х.И., Чезлов А.А., Валеева Н.А., Фролов М.А.//Бюл. Открытия. Изобретения.-1991.-№21.-С.115

2. А. с. 819306 СССР, МКИ Е 21 В 33/138. Способ снижения проницаемости пластов / Поляков В.Н., Лукманов P.P., Мавлютов М.Р. и др. // Бюл. Открытия. Изобретения,-1981.-№13.-С.90

3. А. с. 992732 СССР, МКИ Е 21 В 33/14. Устройство для приготовления быстроотверждающейся смеси в скважине /Кагарманов Н.Ф., Веселков П.С., Бочкарёв Г.П. // Бюл. Открытия. Изобретения.-1983.-№4.-С.120

4. А.с. 1720267 СССР, МКИ С 09 К 7/02. Безглинистая промывочная жидкость. / Мавлютов М.Р., Кузнецов В.А., Нигматуллина А.Г., Валеева Н.А., Крысин Н.Н., Кабиров Б.З, Роянов К .С.// Бюл. Открытия. Изобретения,-1992.-№ 10.-С.219 ДСП

5. А.с. 1788001 СССР, МКИ С 09 К 7/02 Способ получения реагента для обработки буровых растворов. /Кузнецов В.А., Нигматуллина А.Г.// Бюл. Открытия. Изобретения.-1993.-№ 2.-С.100

6. Абдрахманов А.С. Научно методические основы и практика локального крепления стенок скважин экспондируемыми обсадными трубами: Дис, . док. тех. наук: 25.00.15.-Бугульма.-1989.-404с.

7. Алишанян P.P., Булатов А.И. и др. Полимеры для крепления скважин. //Тематический научно-технический обзор. Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ.-1975.-С.67

8. Временная инструкция по применению полимерного отверждающего реагента "Хайсел-ОН" для ликвидации поглощения при бурении скважин //Башнипинефть. Уфа, 1986. - 21с.

9. Андресон Б.А., Бочкарев Г.П., Кузнецов В.А. Разработка технологии применения физико-химического метода на основе форуретановых композиций для изоляции зон поглощений. //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -2000.-№6-7. -С.20-22

10. Андресон Б.А., Бочкарев Г.П., Кузнецов В.А. Технология изоляции зон поглощений и водопроявлений в скважинах предполимером форуретанового типа. //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -2000.-№11. -С.8-11

11. Андресон Б.А., Бочкарев Т.П., Кузнецов В.А. Технология ликвидации поглощений с применением отверждающего полимера // Экспресс-информ. Сер. Техника и технология бурения скважин. -М.:ВНИИОЭНГ.-1988.-№ 8. -С. 13-18.

12. Андресон Б.А. Разработка и внедрение физико-химических методов и технологических процессов для повышения эффективности бурения и заканчивания скважин в сложных условиях: Дисс. .док. тех. наук: 25.00.15. -Краснодар:НПО «Бурение», 1999.-434с.

13. Андресон Б.А., Бочкарёв Г.П, Ризванов Н.М., Кагарманов Н.Ф. Применение полиуретановых композиций для борьбы с осложнениями при бурении скважин. -М.: ВНИИОЭНГ, 1996.-76с.

14. Андресон Б.А., Утяганов И.В., Кузнецов В.А., Огаркова Э.И., Четвертнёва И.А., Фатхутдинов И.Х. Физико-химические проблемы буренияи заканчивания скважин в сложных горно-геологических условиях. -Уфа.: РИОНБРБ, 2000.-75с.

15. Андриянов К.А. Полимеры с неорганическими цепями молекул. -М.: Изд-во АН СССР,1962.-328с.

16. Велик Я.И., Гриневский И.Н. и др. Опыт применения смолы ГТМ-3 для борьбы с интенсивным водопроявлением при бурении. //НТС. Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ. 1981. - №11,- С. 26-27.

17. Багринцева К.И. Трещиноватость осадочных пород. —М.: Недра, 1982. -256с.

18. Берлин А. А., Шутов Ф. А. Пеноматериалы на основе реакционно-способных олигомеров. М.: Химия, 1987. — 296 с.

19. Берлин А. А., Шутов Ф. А. Химия и технология газонаполненных высокополимеров. М.: Химия, 1980. - 504 с.

20. Берлин А.А., Васин В.Е. Основы адгезии полимеров. -М.: Химия, 1974.-392с.

21. Блажевич В. А. Ремонтно-изоляционные работы в скважинах на поздней стадии разработки нефтяных месторождений. М.: Недра, 1984. -126 с.

22. Шарипов А.У., Бочкарёв Г.П., Андресон Б.А. Микросферические сорбенты для очистки водоёмов и морских акваторий от нефтяных загрязнений //Обзорная информ. Сер. Защита от коррозии и охрана окружающей среды. -М.: ВНИИОЭНГ.-1991,- 43с.

23. Булатов А. И., Данюшевский В. С. Тампонажные материалы. М.: Недра, 1987.-426 с.

24. Булатов А.И., Сухенко Н.И. Изоляционные работы при проводке скважин в условиях поглощения бурового раствора // Обзорная информ. Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ.- 1983.-70с.

25. Вагнер Г.Р., Круглицкий Н.Н., Горбачёв В.Н., Стародубов О.М., Шейнцвит Л.И. Разработка тампонажных кремнезолей для ремонтноизоляционных работ //Обзорная информ. Сер. Бурение скважин. М.: ВНИИОЭНГ.-1978.-С.27-29

26. Васильев В. В., Левченко В. И. Технология физико-химического упрочнения горных пород. М.: Недра, 1991. - 267 с.

27. Вязальщиков В.М., Глухов А.Ш. Экспериментальные исследования составов на основе смолы ТС-10, предназначенного для изоляционных работ. //Труды. Известия ВУЗ. Сер. Нефть и газ. -Уфа, 1979.-Вып.7.-С. 17-20

28. Городнов В. Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. М.: Недра, 1984. - 229 с.

29. Гуль Б.Е. Структура и прочность полимеров. -М.: Химия, 1978.-327с.

30. Гусев В.И., Бернадинер М.Г. и др. Изоляция водопритока в добывающие скважины. //РНТС. Сер. Нефтепромысловое дело. М.: ВНИИОЭНГ. -1982,-Вып.Ю.-С. 20-21.

31. Земцов Б.В. и др. Исследование свойств тампонажного материала на основе полифенилэтоксилоксана. //Сб. научных трудов СибНИИНП. Строительство скважин и совершенствование вскрытия продуктивных пластов в Западной Сибири. -Тюмень, 1982. -С.53-67

32. Кривцов А.И., Беневольский Б.И., Минаков В.М., Морозов В.М. Термины и понятия отечественного недропользования: Словарь-справочник. /Под ред. Б.А. Яцкевича. -М.: Геоинформмарк. 2000. -344с.

33. Крылов В.И., Сухенко Н.И. и др. Тампонажная смесь для ликвидации поглощений бурового раствора. // Труды ВНИИКРнефть. Краснодар, 1979. -Вып. 17.- С. 54-58

34. Курочкин Б.М. Гидромеханическое закупоривание проницаемых пород. // Обзор, информ. Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ. -1987.-55с.

35. Курочкин Б.М., Алексеев М. В. и др. Применение наполнителя сломель при бурении нефтяных скважин. // Нефт. хоз-во. 1993. - № 12. -С. 12-15

36. Курочкин Б.М., Горбунова И.В. Применение латексов и водных дисперсий резины для борьбы с осложнениями при бурении. //Обзор, информ. Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ. -1986. -60с.

37. Малкин А.Я. и др. О причинах возникновения неустойчивого течения полимеров в ротационных приборах. //Механика полимеров.-1978.-№ 5. -С.527-531

38. Маслов И.И., Бичкерский А.Д., Левченко И.А., Губенко Г.М. Селективная изоляция силанами притока пластовых вод. //Нефт. хоз-во.-1976.-№5.-С.38-40

39. Мутин И.И., Юсупов И.Т. и др. Исследование водоизоляционных свойств уретанового форполимера. //Азербайджанское нефтяное хозяйство.-1984.-№8.-С. 30-33

40. Петухов В.К., Газизов А.Ш. Состояние и перспективы применения химических реагентов для ограничения притока вод в скважины. //Обзорная информация. Сер. Нефтепромысловое дело. -М.: ВНИИОЭНГ.- 1983. Вып.5.-25с.

41. Поисковые исследования по разработке технологии применения полимерного отверждающего реагента для борьбы с осложнениями при бурении скважин: Отчёт о НИР/Башнипинефть. Рук. Андресон Б.А., Бочкарёв Г.П. -Дог.84.2278.- Уфа, 1985.- 60с.

42. Поляков В.Н. Научно-технические принципы выбора методов гидроизоляции проницаемых пластов при бурении и заканчивании скважин. //Сб.науч.трудов СНИИГГиМС. -Новосибирск, 1990. -С.32-36

43. Поляков В.Н., Мавлютов М.Р., Алексеев JI.A., Колодкин В.А. Технология и техника борьбы с поглощениями при строительстве скважин. -Уфа.:Китап, 1998.-192с.

44. Разработать полимерный отверждающий реагент и технологию его применения для борьбы с поглощениями при бурении скважин: Отчёт о НИР /Башнипинефть. Рук. Кагарманов Н.Ф., Андресон Б.А., Бочкарёв Г.П. -Дог. Е.86.2296.-Уфа, 1986-1987. -144с.

45. Разработка и внедрение буровых растворов для бурения скважин в различных геолого-технических условиях Башкирии: Отчёт о НИР /Башнипинефть. Рук. Андресон Б.А., Бочкарев Т.П., Шарипов А.У. Дог. 8276.-Уфа.- 1981.- 159 с.

46. РД 39-0147276-510-87Р Технологический регламент по применению полимерных систем для совместной изоляции близкорасположенных поглощающих и водопроявляющих пластов при бурении скважин в Башкирии. -Уфа: Башнипинефть, 1987. -31с.

47. РД 39Р-0135648-009-91. Инструкция по изоляции зон поглощения и водопроявления с применением тампонажных смесей с высокими структурно-механическими свойствами и концентрациями разноразмерных наполнителей. -Уфа: Башнипинефть, 1991. -87с.

48. РД 39-1-1225-84 Руководство по применению тампонирующего состава на основе полиуретанового полимера для изоляции водопритоков в нефтедобывающие скважины. Шевченко: КазНИПИНефть, 1984.-27 с.

49. Рябоконь С. А., Гольдштейн В. В. Перспективы развития полимерных тампонажных материалов // Нефт. хоз-во. 1989. - № 5. - С. 7 - 12.

50. Саундерс Дж., Фриш К.К. Химия полиуретанов. М.:Химия, 1970. -470 с.

51. Скордиевская JI. А., Не доступ Е. Ю. К вопросу о селективности водоизолирующих материалов, отверждаемых водой // Экспресс-информ. Сер. Нефтепромысловое дело. -М.: ВНИИОЭНГ. 1986. - № 4. - С. 5 - 7

52. Скордиевская JI.А. Исследование гидрофобизирующей способности реагентов АКОР. // НТИС. Сер. Нефтегазовая геология, геофизика и бурение. М.: ВНИИОЭНГ. -1985. -Вып. 10 -С.46-47

53. Сухенко Н.И., Налитов А.Н., Малхазов Н.А. Опыт применения отверждаемых глинистых растворов в объединении «Оренбургнефть» //РНТС. Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ. -1978.- Вып.8. -С. 17-19

54. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. -М: Химия, 1978. -345с.

55. Шатов А. А. и др. Тампонажные материалы на основе отходов содового производства для цементирования скважин. //Труды ВНИИКрНефть. «Формирование и работа тампонажного камня в скважине». -Краснодар, 1991.-С. 53 -55.

56. Шахмаев 3. М., Рахматуллин В. Р. Технология бурения скважин в осложненных условиях. Уфа.: Китап, 1994. - 260 с.

57. Янковский Ю.Н., Маслов И.И., Скордиевская Л.А. Свойства и перспективы водоизолирующих реагентов. //Нефтяное хозяйство. -1984. -№8. -С.52-55

58. Ford W.O., Kelldorf W.F.N. Fild Results of a Shirt- setting // Technology. -1976.-№28. July.

59. Hamburger C.L., Morrison В., Drake E.N. A Sheur tnickening fluid for stopping unwanted flous while drillung // Journal of Petroleum Technology. -1985. ,-№3-V.37.

60. Matheny S.L. Pemex produchion and reservs sear //Oil and Gas J.-1980. -V.78.

61. USA Patent 4770257. Method of preventing loss of drilling mud during boring a hole in the ground./Kondo M., Kubota H., Shinozaki. // Publ. 13.09.88.

62. Ребиндер П.А., Семененко Н.А. О методе погружения конуса для характеристики структурно-механических свойств пластично-вязких тел.//Докл. АН СССР, 1949-Вып.б. -С.22

63. Шарипов А.У. Проектирование и регулирование основных показателей бурения глубоких скважин.-М.: ВНИИОЭНГ, 1995.-280с.

64. Наумов В.П. Определение качества сцепления цемента с поверхностями в скважине в среде растворов на нефтяной основе //Труды Башнипинефти. «Технология бурения нефтяных скважин».- Уфа, 1974.-Вып.39.-С. 162-165.

65. Нургалиев С.Т. Тампонажные кольматирующие системы и технология их применения: Автореф. дис. .канд.тех.наук: 25.00.15.-КазНИГРИ, Уфа, 1999 . -175с.

66. Казырбаев Ф.М. Разработка технологии, технических средств и тампонажных составов для изоляции водопроявляющих пластов: Автореф. дис. .канд.тех.наук. Уфа, 1993.-278с.

67. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй.-М.:Физматгис, 1960.-215с.

68. Аравин В.И., Нумеров С.И. Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде. -М.: ГИТТЛ, 1953. -616с.

69. Свойства уретановых форполимеров Hycel ОН -1AN и Hycel OH-822N при их отверждении пресной водой при t=25°C и давлении ОДМпа

70. Марка форполимера Концентрация форполимера % объём. Параметры отверждённой УФК

71. Время начала отверждения, мин Пласт? проч. (Рт)Об Ml ческая ность разца, Та Усадка образца в пластовой воде через 6 месяцев, %через 1 сут через 10 сут

72. Hycel ОН-1 AN 5 6,42 0,015 0,031 5,37 5 0,035 0,052 3,810 3 0,067 0,089 2,2

73. Hycel OH-822N 5 114,17 0,005 0,008 7,47 75,25 0,008 0,016 5Д10 54,5 0,014 0,029 4,2

74. Смесь Hycel ОН- IANh Hycel OH-822N (соотношение 1:1) 5 12,17 0,012 0,017 5,77 10 0,023 0,029 4,110 9,25 0,028 0,063 2,6

75. Смесь Hycel ОН- 1AN и Hycel OH-822N (соотношение 1:2) 5 26,08 0,010 0,015 7,07 19,67 0,021 0,025 4,810 14,5 0,025 0,058 3,6