Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Исследование и совершенствование буровых технологических жидкостей с использованием гель-технологий

ВАК РФ 25.00.15, Технология бурения и освоения скважин

Автореферат диссертации по теме "Исследование и совершенствование буровых технологических жидкостей с использованием гель-технологий"

Грязнов Игорь Валентинович

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БУРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕЛЬ-ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 25.00.15 - Технология бурения и освоения скважин

1 7 НОЯ 2011

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2011

005001001

Работа выполнена в лаборатории буровых растворов ООО «ТД «Буровые материалы»

Научный руководитель: Доктор технических наук

Балаба Владимир Иванович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук

Ипполитов Вячеслав Васильевич

Защита состоится «14» декабря 2011 г. в 1400 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 002.263.01 при НЦ НВМТ РАН по адресу: 119334, г. Москва, ул. Бардина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НЦ НВМТ РАН по адресу: 119334, г. Москва, ул. Бардина, 4.

Автореферат разослан «11» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Кандидат технических наук Маслов Валентин Владимирович

Ведущее предприятие: Общество с ограниченной

ответств енностью

«Тюменский научно-исследовательский проектный институт природного газа и газовых технологий» (ООО «ТюменНИИгипрогаз»)

доктор технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Практика поисково-разведочного и эксплуатационного бурения на нефть и газ в районах Крайнего Севера убедительно показала необходимость использования буровых растворов с малым содержанием твердой фазы. Методом диспергирования минеральной твердой фазы трудно получить суспензии с частицами малых размеров и высокой поверхностной активностью. Более перспективным является метод синтезирования коллоидной дисперсной фазы - использование гель-технологии. Под последней понимают технологию получения материалов с определенными химическими и физико-механическими свойствами, включающую получение золя и перевод его в гель в процессе конденсации и образования полимерной пространственной сетки. Гель-технологии широко используются при производстве неорганических сорбентов, катализаторов, синтетических цеолитов, керамических изделий, вяжущих неорганических веществ и др.

Все большее распространение при строительстве скважин находят буровые растворы на основе биополимеров и растворов полимеров, «сшитых» солями-комплексообразователями. Применение

комбинированных полимер-силикатных реагентов позволяет свести к минимуму их расход и обеспечить устойчивость ствола скважины.

Обобщение результатов научно-исследовательских, опытно-промышленных работ, практики строительства скважин в районах Крайнего Севера и других районах страны позволяет считать целесообразным проведение экспериментальных исследований комбинированных реагентов многофункционального действия и гидроизоляционных смесей, а также технологий их применения. Определенные трудности возникают в процессе строительства скважин при изоляции низкопроницаемых проявляющих пластов. Неоднородность продуктивных пластов приводит зачастую к прорыву воды в добывающие скважины, снижению нефтеотдачи. В условиях высокой обводненности и возрастающей доли трудноизвлекаемых запасов особую роль приобретают методы увеличения нефтеотдачи пластов, в том числе выравнивание профиля приемистости нагнетательных скважин и проведение гидроизоляционных работ. Одним из наиболее экологически безопасных методов увеличения охвата пластов - применение гелеобразующих составов (ГОС) на основе полимерных материалов и водорастворимых силикатов. Последние могут быть полезны также для проведения работ по утилизации буровых сточных вод и отработанных буровых растворов (ОБР).

Цель работы.

Повышение эффективности строительства скважин путем совершенствования и применения гель-технологий буровых технологических жидкостей.

Основные задачи исследований:

1. Анализ современного состояния практики применения гель-технологий при бурении и ликвидации осложнений в процессе строительства и капитального ремонта скважин.

2. Экспериментальные исследования и разработка рецептур гелеобразующих составов на основе нефелино-кислотных смесей для борьбы с осложнениями в процессе бурения.

3. Экспериментальные исследования и разработка буровых материалов на основе ксерогелей кремниевой кислоты из нефелинового концентрата, гидрогелевых буровых растворов и концентратов, силикатных комбинированных реагентов регуляторов реологических свойств буровых растворов.

4. Исследования материалов на основе отработанных буровых растворов.

5. Организация производства комбинированных химических реагентов и проведение промысловых испытаний.

6. Разработка рекомендаций по приготовлению и применению гелеобразующих составов и реагентов на их основе.

Научная новизна работы

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения гелеобразующих составов на основе нефелинового концентрата с регулируемыми в широких пределах сроками геле- и студнеобразования. Научная новизна исследований подтверждена патентом РФ на изобретение.

2. Разработаны научные основы получения комбинированных химических реагентов с использованием ксерогелей кремневой кислоты - кислых алюмосиликатов (КАС).

3. Дано обоснование составов и изучен механизм получения кремиегелевых минерализованных буровых растворов и комбинированных силикатных реагентов многофункционального действия; оценены их функциональные характеристики.

4. Научно-обоснованы и разработаны рецептуры вязкоупругих смесей с регулируемыми сроками существования.

5. Обоснована и показана возможность применения гель-технологии при получении химических реагентов на основе отработанных буровых растворов.

Основные защищаемые положения

Автором защищаются следующие положения:

1. Результаты экспериментальных исследований по получению гелеобразующих составов па основе нефелинового концентрата, минеральных и сухих органических кислот.

2. Технологические решения по гидроизоляции поглощающих и проявляющих пластов.

3. Результаты экспериментальных исследований и рецептуры вязко-упругих смесей (ВУС) на основе водорастворимых эфиров целлюлозы и лигносульфонатов для временного блокирования пластов.

4. Результаты исследований и рецептуры комбинированных силикатных реагентов - регуляторов структурно-реологических свойств буровых растворов.

5. Способ обезвоживания отработанных буровых растворов на основе гель-технологии и с применением КАС. Получение новых реагентов на основе ОБР.

6. Результаты опытно-промышленных испытаний комбинированных силикатных реагентов и гидроизолирующих составов, полученных с использованием гель-технологии.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Практическая ценность работы характеризуется соответствием научно-исследовательских разработок основным направлениям научно-технического прогресса развития в области строительства нефтяных и газовых скважин (Государственный контракт в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы»).

Показана возможность применения гель-технологий на всех этапах строительства скважины (от приготовления бурового раствора до его отверждения после завершения бурения).

Результаты исследований и разработок, выполненных по теме диссертации, используются буровыми и сервисными компаниями (Сургутнефтегаз, СИТЕКО, РИТЭК и др.) при строительстве скважин в Западной Сибири:

- испытаны комбинированные борсиликатые реагенты, в том числе с использованием кислых алюмосиликатов;

- апробирована гель-технология обезвоживания отработанных буровых технологических жидкостей;

- организовано производство и испытаны сухие нефелино-кислотные смеси.

- разработаны рекомендации, по обоснованию состава, технологии приготовления буровых технологических жидкостей на основе гелеобразующих составов.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на VIII Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 80-летию РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина (г. Москва, 2010); XIV международной научно-практической конференции «Эфиры целлюлозы и крахмалы, другие химические реагенты и материалы в эффективных технологических жидкостях для строительства, эксплуатации и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин» (Суздаль, 2010); XV международной научно-практической конференции «Эфиры целлюлозы и крахмалы, другие химические реагенты и композиционные материалы как основа успешного сервиса и высокого качества технологических жидкостей для строительства, эксплуатации и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин» (Суздаль, 2011).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе: 1 монография, 9 статей (7 из них в изданиях, входящих в перечень ВАК), один патент РФ на изобретение.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, основных выводов, списка использованных источников из 106 наименований. Изложена на 154 страницах текста компьютерного набора, включает 24 рисунка, 38 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность Ангелопуло O.K., Балабе В.И., Белею И.И., Иванову Ю.А., Кашкарову Н.Г., Коновалову Е.А., Кузнецову Ю.С., Наседкину В.В., Ноздре В.И., Штолю В.Ф., благодаря ценным советам и помощи которых, были достигнуты научные и практические результаты работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, изложены научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Первый раздел диссертации посвящен анализу современного состояния изученности вопросов разработки, исследования и применения гель-технологий в буровой практике (приготовление буровых растворов и композиционных реагентов, вязкоупругих буферных и тампонирующих смесей, гидроизоляционных материалов, обезвоживание и утилизация отходов бурения).

Буровая практика убедительно показала перспективность применения буровых технологических жидкостей (БТЖ), получаемых методом синтезирования коллоидной дисперсной фазы, когда твердая фаза конденсируется в результате обменных химических реакций двух и более электролитов, приводящих к образованию труднорастворимых гидроксидов или солей. Для бурения скважин нужны тиксотропные и стабильные во времени системы при минимально возможном содержании твердой фазы.

Переход золей в гели лежит в основе многих современных технологий, связанных с производством волокнистых материалов, стекол, композиционных лакокрасочных материалов, буровых растворов и реагентов.

Разработкой рецептур буровых растворов и комбинированных химических реагентов, полученных методом конденсации, совершенствованием технологии их применения занимались В.Э, Аваков, O.K. Ангелопуло, Б.А. Андресон, А.Н. Ананьев, В.Ю. Артамонов, И.И. Белей, В.П. Белов, С.Н. Горонович, П.Г. Дровников, Ю.В. Зверев, Е.А. Коновалов, В.Ф., В.Н. Кошелев, А.И. Пеньков, В.М. Подгорнов, Б.А. Растягаев, Н.Х. Титаренко, А.У. Шарипов, В.Ф. Янкевич и др. Многими авторами убедительно показана высокая эффективность и перспективность применения гидрогелевых систем. В промысловых условиях были успешно испытаны гель-растворы на основе жидкого стекла и сернокислого алюминия, гидрогели магния, цинка, гидросолегель алюминия, полимерные алюмосиликатные, алюмоакриловые, медноакриловые, ферроакриловые буровые растворы и комбинированные реагенты.

Силикатные гидрогели, как основу бурового раствора или композиционного химического реагента, получают путем взаимодействия раствора жидкого стекла с минеральными солями. Отмечено, что гели, полученные в кислой и нейтральной среде (кислые

гели), прочнее и эластичнее, чем щелочные. Качество силикатных гидрогелей существенно зависит от полимерных и других добавок, вводимых в силикатную систему на различных стадиях процесса гелеобразования.

На основе борсиликатного геля созданы комбинированные реагенты (ингибиторы и смазочные добавки), прошедшие широкие промысловые испытания при строительстве скважин в Тюменской обл. и других регионах страны. Исследованиями, выполненными в ООО «ТюменНИИгипрогаз», показано, что силикатные комбинированные реагенты различного состава по ингибирующему действию (степени набухания глины, определенной с помощью тестера продольного набухания компании «ОГНЕ» в динамическом режиме) близки друг к другу и превосходят 5-7%-ные растворы хлористого калия. Наибольший эффект достигается при сочетании силикатного, акрилового и асфальтенового реагентов.

В связи с увеличением объемов глубокого эксплуатационного бурения на нефть и газ в районах Восточной Сибири и Якутии, а также с заметным расширением номенклатуры полимерных реагентов и порошкообразных водорастворимых силикатов натрия и калия, предлагаемых российскими предприятиями, проведение экспериментальных и промысловых работ по получению и применению новых экономичных и эффективных гидрогелевых растворов и концентратов вновь становится актуальным.

Для приготовления буферных жидкостей при цементировании скважин и тампонирующих смесей для борьбы с поглощением буровых растворов используются полимерные гели, получаемые в результате обработки растворов полимерных реагентов с реакционноспособными карбоксильными группами реагентами-сшивателями (кросс-агентами). Это вязкоупругие смеси (ВУС) на основе полиакриламида (ПАА), гипана, водорастворимых эфиров целлюлозы (ВЭЦ) и солей поливалентных металлов (алюминия, железа) и др. Наиболее доступными и дешевыми являются ВУС на основе растворов КМЦ.

Широкие промысловые испытания в различных регионах страны показали, что буровые технологические жидкости с конденсированной твердой фазой при определенных условиях могут дать значительный экономический эффект за счет сокращения осложнений и ускорения проводки скважин в целом.

Исследованиями и промысловыми работами ВНИИнефти убедительно показана целесообразность и эффективность применения композиций на основе щелочных силикатно-полимерных гелей при

выравнивании профиля приемистости нагнетательных скважин в Западной Сибири. Разработаны и широко апробированы силикатно-полимерные гели, имеющие достаточно длительное время начала гелеобразования и относительно высокую прочность, чтобы выдерживать значительные градиенты давления. С целью повышения прочности силикатных гелей используются модифицирующие (армирующие) добавки, прежде всего, водорастворимые полимеры и твердые наполнители.

Гелеобразующие составы могут быть получены в результате кислотного разложения природного щелочного алюмосиликата -нефелина. Детальные исследования процессов разложения нефелинового концентрата (НК) в растворах соляной и серной кислот с целью получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянга (АКФК) -пересыщенного раствора кремнезема, переходящего со временем в гель, выполнены в РХТУ им. Д.И. Менделеева (Кручинина Н.Е. и др.). Изучению вопросов получения ГОС на основе нефелина для проведения работ по выравниванию профиля приемистости в нагнетательных скважинах посвящены работы, выполненные во ВНИИнефти (А.Т. Горбунов, Т.С. Рогова и др.). Для проведения гидроизоляционных работ в скважинах предложены гелеобразующие составы «Невод» и «Нефелин-1», которые получают путем разложения нефелина в 10-20%-ном растворе сильной минеральной кислоты. Несмотря на предложенные технические решения, остаются мало изученными вопросы регулирования сроков созревания ГОС на основе НК, влияния армирующих и активирующих добавок на свойства получаемых материалов. Сведений об исследованиях процесса разложения сухих смесей нефелина с органическими кислотами в водных средах, в том числе и сточных водах, в открытой печати не обнаружено. Нет информации о свойствах и областях использования ксерогелей из таких золей. Исследования студней НК и кремнегелей на их основе с точки зрения использования их при строительстве скважин также недостаточно изучены.

В отечественной буровой практике наиболее доступным методом обезвоживания отходов бурения является их отверждение. В качестве отвердителей используют вяжущие материалы минерального и органического происхождения: цемент, гипс, жидкое стекло, синтетические смолы и др. После обработки флокулянтом в отделенную твердую фазу последовательно вводят жидкое стекло, активный кислый наполнитель-гелеобразователь (торф, сапропель, гидролизный лигнин и т.п.). К активным добавкам, обеспечивающим быстрый переход жидкого стекла в твердое водонерастворимое

состояние, относят известь, доломит, нефелиновый шлам, портландцемент. Однако, несмотря на множество предлагаемых технических решений, широкого практического применения гель-технология отверждения отходов бурения с использованием силикатных реагентов не нашла. Не получили развития и технологии связывания отходов бурения с помощью ГОС на основе алюмокремниевой кислоты. Вопросы повторного использования отработанных буровых растворов (ОБР) в качестве сырья для получения композиционных материалов для строительства скважин в отечественной практике до сих пор остаются вне поля зрения исследователей и практиков.

Проведенный анализ литературных источников показывает, что гель-технология может успешно применяться на всех стадиях буровых работ, начиная с приготовления бурового раствора вплоть до утилизации отходов бурения (рис.1).

Рис. 1 Направления использования гель-технологии в бурении

Проведенный анализ литературных источников показывает, что гель-технология может успешно применяться на всех стадиях буровых работ, начиная с приготовления бурового раствора вплоть до утилизации отходов бурения. В результате проведенного анализа литературных источников сформулированы цель и задачи исследований.

Второй раздел посвящен разработке гелеобразующих составов для приготовления буровых растворов и концентратов, водоизолирующих смесей, а также технологии отверждения отходов бурения.

Исследования гидрогелевых буровых растворов и гидроизоляционных составов проводились в первую очередь применительно к условиям строительства скважин в Восточной Сибири, отличающимися большой удаленностью от баз снабжения, слабой изученностью недр, низкими пластовыми температурами (15-50°С), АНПД, наличием многочисленных зон поглощения, интервалов проявления агрессивных пластовых вод и кислых газов.

Исследования гелеобразующих составов на основе нефелинового концентрата проводились в следующих направлениях:

1) разработка и совершенствование гидроизоляционных составов с регулируемыми сроками гелеобразовашм для ограничения притока пластовых вод в добывающих нефтяных скважинах и связывания загрязненных поверхностных вод и отходов производств (повышение морозостойкости; оперативное регулирование сроков геле- и студнеобразовапия, повышение технологичности применения путем использования порошкообразных кислот).

2) получение из студней НК ксерогелей (условно названных «КАС» -кислые алюмосиликаты) - реагентов для приготовления и обработки буровых технологических жидкостей.

В обоих случаях ставилась задача свести к минимуму применение жидких кислот, использовать преимущественно порошкообразные кислоты и другие кислые агенты. Кроме товарных кислот предусматривалось использование отходов производств, кислых стоков.

Была исследована возможность использования студня, полученного при разложении НК в растворе серной кислоты (КАСс.к.), в качестве кислой затравки при приготовлении очередной порции ГОС. При этом в первую очередь преследовалась цель сокращения расхода товарной серной кислоты. Убедившись в том, что даже в 20%-ном растворе КАСек. нефелиновый концентрат (добавка 15-20%) при комнатной температуре практически не разлагается (рН смеси 2,8-3,0) и самопроизвольного повышения температуры реакционной смеси не происходит, в эти суспензии дополнительно вводили товарную серную кислоту в количестве от 5% до 7%. При этом сразу же было отмечено повышение температуры с 20-23°С до 37°-45°С и уменьшение рН до 2,2-2,45. Через 15-20 ч образовывался гель, а еще через 8-12 ч -упругий студень. Таким образом, КАСск. можно использовать как затравку при приготовлении гелеобразующих составов.

В качестве спиртовой добавки (СД) использовали одно - , двух-трсх- атомные спирты. Гидроизолирующие составы со сшфтовой добавкой получали путем смешения 10-15%-ного раствора серной кислоты и спиртовой добавки в количестве 5-15 % масс, от объема водного раствора кислоты с последующим введением в эту смесь при перемешивании 10-17% нефелинового концентрата. В процессе гелеобразования через фиксированные промежутки времени измеряли пластическую вязкость гелеобразующего состава. Установлено, что повышение содержания добавки тосола до 10% практически не отражается на кинетике начального этапа гелеобразования, но затем приводит к резкому росту вязкости. Высокая скорость упрочнения геля достигается при содержании добавки тосола в количестве 10-15 % от объема водного раствора сильной кислоты. В качестве спиртовой добавки можно использовать также отходы производства и потребления, содержащие спирт, например отработанные жидкости для очистки стекол автомобилей.

Спиртовая добавка, %

1. Вода+12,5% Н2804+12,5% НК + тосол

2. Вода+12,5% Н2804+12,5% НК + этиленгликоль

3. Вода+12,5% Н2804+12,5% НК + глицерин

4. Вода+15% Н2804+15% НК + глицерин

5. Вода+15% Н2804+17,5% НК + тосол

Рис. 2. Влияние спиртовых добавок на время гелеобразования

ГИС

С увеличением спиртовой добавки увеличивается как время гелеобразования, так и, особенно, время перехода ГОС из геля в студень. Применение спиртовых добавок позволяет расширить время нахождения ГОС в состоянии геля (до застудневания) в гораздо большей степени, чем разбавление исходных золей НК водой. При этом действие глицерина, тосола и этиленгликоля практически одинаково (рис. 2).

Использование кислых отходов производств и отработанных спиртов позволяет снизить стоимость получаемых ГИС, а также решать проблемы ресурсосбережения и утилизации многотоннажных отходов химических производств. В рамках диссертации разработан состав и способ получения ГИС, получен патент РФ на изобретение № 2430946 «Гидроизолирующий состав и способ получения гидроизолирующего состава».

Гелеобразующие составы получены также на основе сухих органических кислот: щавелевой (С00Н)2х2Н20, лимонной (НООССН2)2С(ОН)СООН, винной (СНОНСООН)2 х Н20 (табл. 1). Последние выбраны, прежде всего, из экологических соображений: все рассматриваемые органические кислоты широко применяются в пищевой и фармацевтической промышленности.

Таблица 1.

Гелеобразующие составы на основе сухих кислот

№ Состав золя, % Начало Начало

п/п Вода Кислота НК Корректирующие геле- студне-

добавки, % образования, ч образования, ч

Щавелевая кислота

1. 100 12 12 - 80 96

2. 100 10 15 - 40 65

3. 100 10 10 Кольматант К-1 - 2% 25 80

4. 100 10 10 Молотый песок - 5% 28 62

Винная кислота

6. 100 10 15 - 98 120

Лимонная кислота

7. 100 - 15 15 220 260

При растворении этих кислот, в отличие от процесса разбавления водой сильных минеральных кислот, повышения температуры раствора не происходит. Экспериментально установлено, что при использовании сухих органических кислот время начала гелеобразования при комнатной температуре существенно больше, чем в случаях применения серной кислоты (несколько суток против нескольких часов). Кроме этого, существенно большим становится и период от начала гелеобразования до застудневания ГОС. Для интенсификации процесса

гелеобразования использовали специальные добавки - затравки (измельченный кварцевый песок, кольматант К-1).

Для ускорения гелеобразовашм свежеприготовленный золь прогревали в сушильном шкафу при температуре 30, 60, 70, 80 и 90°С. Продолжительность термообработки изменяли от 30 мин. до 6 ч. Выявлено, что повышение температуры прогрева до 70-80°С приводит к резкому сокращению срока гелеобразования (рис. 3). Одновременно сокращается период времени перехода геля НК в студнеобразное состояние. При длительной (более 3-4 ч) термообработке (80°С) образец золя, содержащий 15% щавелевой кислоты и 17% НК, успел перейти из геля в студень.

1. Вода + 10% щавелевой кислоты + 12% НК

2. Вода + 10% щавелевой кислоты + 15% НК

3. Вода + 15% щавелевой кислоты + 20% НК

Рис. 3. Влияние продолжительности прогрева при температуре 80°С на начало гелеобразования золей НК и щавелевой кислоты

При разбавлении свежеприготовленного золя (вода+10% щавелевой кислоты+15% НК) 10%-ным раствором хлористого кальция на 20% после прогрева полученного состава при температуре 80°С время перехода геля в студень превысило 10 ч (контрольный «неразбавленный» образец - через 15 мин. после прогрева). Таким образом, процесс

перехода геля в студень при разбавлении хлоркальциевой водой в пласте существенно замедляется.

Практический интерес представляет применение сухих нефелино-кислотных смесей (НКС). Большинство опытов провели с НКС на основе щавелевой кислоты. Были проверены три рецептуры смесей: НКС,/! (50% кислоты, 50% НК); НКС2/3 (40% кислоты, 60% НК) и НКС1/2 (33% кислоты, 67% НК).

Прочность студней нефелинового концентрата определяли с помощью пластометра Ребиндера, позволяющего измерять глубину свободного погружения конуса (угол 90°) под действием нагрузки (345 г). Пластичность и эластичность студней определяется расчетным путем.

В ранние сроки «жизни» прочность и упругость студня со спиртовыми добавками ниже, чем у базового состава, но больше число пластичности. Одновременно зафиксирована особенность: по мере старения студня имеет место существенный рост его прочности. В отличие от гелеобразующих составов, рекомендованных для гидроизоляционных работ, при приготовлении ксерогелей - реагентов КАС время геяеобразования лимитируется только возможностью слива золя-геля НК из смесителя-реактора. Поэтому концентрации нефелинового коццентрата и кислоты могут быть на уровне верхних пределов. При приготовлении КАСск. в лабораторных условиях величины добавок товарной (95-98%-иой) серной кислоты и НК ограничили 15% (базовая рецептура - КАСск..15/15)- Время начала преобразования при комнатной температуре- 40-60 мин.; спустя 30-40 минут гель начинает застудневать. Прочность геля растет во времени его старения. Созревание геля происходит до формирования достаточно прочной структуры. Процесс постепенного перехода студня НК в твердое состояние при комнатной температуре сопровождается выделением на поверхности образца игольчатых кристаллов квасцов. Капиллярные силы приводят к растрескиванию пространственной структуры студня. Чем тоньше слой подсыхающего студня НК, тем быстрее образуется порошкообразный материал. Ускорить этот процесс можно путем механического измельчения, «ворошения» и обдува подсыхающего студня горячим воздухом. В наших опытах студень НК подсушивали в сушильном шкафу при температуре 80°С. Экспериментально установлено, что для получения сухой рассыпчатой массы вполне достаточно 2 часов сушки. Выход сухого продукта КАСс.к. из базового состава золя составляет 60-70%. Насыпная плотность - 820900 кг/м3, влажность - 25-28%. Химический состав золей и ксерогелей НК определяли колориметрическим методом и спектральным анализом. По данным химического анализа основными компонентами КАСс.к.

являются оксиды кремния (29,5%), алюминия (26,47%), натрия (12,94%), калия (6,39%), железа (5,12). Сравнение полученных результатов с составом исходного НК показало, что содержание оксиов алюминия, железа и калия остается практически неизменным. Содержание окиси кремния в КАСс.к. по сравнению с ее содержанием в НК заметно уменьшается (29,5% против 43,4%).

Так как в состав КАСск., получаемых из НК и серной кислоты, входят в основном алюминиевые квасцы и аморфный кремнезем, рассматривалась возможность замены этими реагентами товарных солей алюминия - сернокислого алюминия, алюмокалиевых и алюмоаммонийных квасцов (в качестве коагулянтов, кросс-агентов, структурообразователей). Высокое содержание аморфного кремнезема должно быть благоприятным с точки зрения использования КАСс.к. в силикатных гидрогелях. Кроме этого кислый характер водных растворов КАСс.к. может быть использован для активации волокнистых материалов, например асбеста, вместо солей алюминия.

В качестве добавок к золю НК при изготовлении реагентов КАСс.к. проверили как жидкие (промышленные стоки), так и сухие материалы, в том числе и отходы производств. При использовании легких, пылящих сухих и влажных материалов в больших количествах их не вводили в золь НК, а обливали (пропитывали) золем. На практике выбор того или иного способа совмещения золя НК с добавкой определяется конкретными условиями производства КАС. Были приготовлены образцы КАСс.к. из золей НК на основе жидких отходов, отобранных из шламохранилища АО «Аромасинтез» (г. Калуга), содержащих остатки спиртов, альдегидов, органических кислот, щелочей, солей. Предполагалось, что наличие органических веществ в исходном золе НК благоприятно скажется на результатах испытания полученных КАС в составе буровых растворов.

Для получения КАС использовали не только серную кислоту (и отходы ее содержащие), но и сухие органические кислоты, самостоятельно или в комбинации с кислыми солями и другими корректирующими добавками (получены реагенты КАСЩ[1% КАСжук> КАСвк)- Полученные реагенты испытали в качестве добавок к буровым растворам различного состава, компонентов композиционных материалов, а также гелеобразователей при отверждении бурового шлама жидким стеклом и получении облегченных цементных растворов (гипсосолегелевых и алюмосиликатных). Проведенные опыты показали, что небольшие добавки КАС (0,01-0,3%) загущают пресные глинистые растворы (имеет место существенное увеличение статического напряжения сдвига) и увеличивают водоотдачу нестабилизированных

глинистых растворов. В безглинистых биополимерных и полимерно-солевых буровых растворах кислые алюмосиликаты выполняют роль дополнительного структурообразователя. Кислые алюмосиликаты на основе органических кислот можно рекомендовать доя снижения величины рН в сочетании с высокощелочными реагентами, например УЩР. В гидрогелевых буровых растворах КАС использовали вместо технического сернокислого алюминия и алюмокалиевых квасцов. Были исследованы силикатные гидрогелевые буровые растворы, в состав которых входят жидкое стекло (или порошкообразный водорастворимый силикат Монасил), алюминиевые квасцы (или КАС) и полимеры-стабилизаторы (КМЦ, КМОЭЦ, Сульфацелл, крахмальные реагенты (Амилор, КРЭМ), акриловые реагенты марки Праестол).

Силикатные гели получали с использованием не только кислых солей, но и кислот (борной, щавелевой, винной, адипиновой и др.). Экспериментально установлено, что наиболее прочные, жесткие, застудневающие во времени силикатные гели, содержащие высоковязкуго КМЦ или крахмальные реагенты, образуются при взаимодействии 1,5-2%-ного раствора органической кислоты с 5-6% жидкого стекла при рН 4,4-5.

Для проведения отдельных операций при строительстве скважин (удаление шламовых пробок с забоя при промывке бесструктурными жидкостями (тех1шческой водой или рассолами хлористого натрия), разделешш потоков бурового и тампонажного раствора при цементировании обсадных колон, изоляции зон поглощений бурового раствора) разработаны гелеобразующие составы на основе смеси водорастворимых эфиров целлюлозы и липюсульфонатов. Сшивающими агентами служили алюмокалиевые квасцы и КАС. При титровашш полимерной смеси раствором квасцов или КАС отмечено, что упругие свойства начшшот проявляться при рН менее 7. Присутствие липюсульфоната позволяет сделать плавным переход вязкого полимерного раствора в вязкоупругое состояние. Использование КССБ расширяет область рН (4,5-6,7), в которой система находится в студнеобразном состояшш. При старешш в покое (10-12 суток) такие ВУС заметно разжижаются и переходят в вязкий полимерный раствор с низкой водоотдачей.

Для изучения процессов механодеструкции технологических жидкостей использовали экспериментальную циркуляционную установку, рабочий объем пробы раствора составлял 1,5 л; диаметр гидродинамической насадки - 6 мм. Установлено, что 3%-ный водный раствор КМЦ с добавкой 1,5 % КССБ не только имеет большие значения реологических свойств, но и отличается меньшим темпом уменьшения

условной вязкости при циркуляции (Км = 0,134 против 0,55 у раствора без добавки КССБ).

Обоснованы составы комбинированных силикатных реагентов. Так, при разработке рецептур реагентов на основе гелей кремниевой кислоты были рассмотрены варианты совместного применения борной кислоты с солями алюминия и фосфора (в силу большого сходства в форме и размерах их структур), а также органических кислот (щавелевой, адипиновой и др.) с углещелочным и крахмальными реагентами и триполифосфатом натрия. На основе силикатных гелей разработана серия композиционных реагентов многофункционального действия, применяемых при строительстве скважин. С целью уменьшения расхода борной кислоты были испытаны комбинированные реагенты, в которых борная кислота полностью или частично (на 50%) заменена на КАС. Влияние борсшшкатного реагента (БСР) на свойства концентрированного глшшстого раствора показано на рис.4.

1 - УВ5оо, с; 2 - т0, дПа;

3 - СНСЬ дПа; 4 - СНСю, дПа; 5 - Т1[[Л, спз; 6-Фзо, см3

Рис. 4 Влияние БСР на показатели 12% глинистого раствора.

По разжижающей способности и показателю «глиноемкость» новые составы силикатно-полимерных реагентов (силикатно-щавелевый и силикатно-адипиновый реагенты) не уступают базовой рецептуре БСР. Совместно с В.П. Изюмским, А.Г. Немцовым и В.В.

18

Минибаевым исследованы и рекомендованы к применению композиции БСР с акриловым реагентом Праестод-2540, многофункциональной полимерной добавкой ECTABLOCK GLA (Китай) и комбинированный силикатный реагент «Polisil» производства ООО «НПК «Геохимсервис». Последний предназначен для использования в буровых растворах для горизонтального и наклонно-направленного бурения. Снижая фильтрацию биополимерного раствора Polisil повышает его рН и придает ингибирующие свойства. Содержит высокомодулыюе жидкое стекло, модифицированный битум, азотсодержащий полимер и корректирующие добавки. При растворении в воде Polisil образует стойкую к ионам двухвалентных металлов трехмерную структуру, предотвращающую глубокое проникновение фильтрата бурового раствора в пласт-коллектор.

По гель-технологии были получены безглинистые фосфатно-солевые буровые растворы (ФСБР) при относительно высоком содержании (более 1,5-2%) трипатрийфосфата (ТНФ). В качестве полимерных реагентов-понизителей фильтрации использовались водорастворимые эфиры целлюлозы (КМОЭЦ и Сульфацелл), Праестол. Солями - комплексообразователями служили алюмокалиевые квасцы и КАС. Положительным свойством этих растворов является то, что их можно готовить на основе минерализованных вод (рассолов хлоридов натрия, кальция и магния). Технологические показатели предлагаемых полимерных растворов отвечают требованиям строительства скважин в карбонатно-галогенных и терригенно-хемогенных отложениях при забойных температурах до 70-80°С. Наиболее целесообразно их использовать при наличии рапопроявлений, когда поступающая из скважины пластовая вода содержит много ионов магния и кальция.

Гель-технологию использовали также для отверждения отработанных буровых растворов и приготовления буровых концентратов на их основе. В опытах использовались лабораторные образцы буровых растворов (глинистых и биополимерных) и пробы, отобранные из шламохранилища ОАО «Удмуртнефть». В ОБР, отобранные на разных глубинах шламохранилища, в процессе перемешивания в течение 1ч последовательно добавляли серную кислоту (10-15%) и НК (12-15%). Золь, приготовленный из верхнего слоя ОБР, перешел в гель через 1 ч 10 мин, а спустя еще 1 ч 20 мин. превратился в студень. Продолжительность застудневания самой густой пробы (УВ500 = 185 с) из нижнего слоя составило 6 ч. После застудневания образцы высушивали на открытом воздухе при

температуре 20-30°С или в сушильном шкафу при температуре 80°С в течение 2 ч, а затем измельчали в порошок. Полученные образцы условно назвали КАС0бР. и использовали как добавки в буровые растворы, компонент композиционных химических реагентов, а также в качестве гелеобразователя при отверждении осадка ОБР жидким стеклом. Экспериментально подтверждено, что КАС0бР. можно успешно использовать вместо товарных солей алюминия при приготовлении гидрогелевых растворов. При этом у этих растворов зафиксированы наиболее высокие значения структурно-механических показателей (СНСшо более 30/40 дПа) при низкой водоотдаче (5-8 см3 за 30 мин.).

Для перевода густого осадка ОБР в твердое состояние использовали гель-технологию с применением жидкого стекла. В фарфоровой чашке готовили смесь (1), содержащую в заданной пропорции ОБР, гелеобразователь (борную кислоту, КАС). В другой емкости с помощью лабораторной мешалки готовили силикатный раствор, разбавляя водой товарное жидкое стекло (2). Затем силикатным раствором (2) «затворяли» смесь (1). Полученную высококонсистентную массу выгружали на поддоны, в которых происходило затвердевание образующегося композита. Чем тоньше слой образца, тем быстрее он сохнет. Полученные материалы, условно названные «СОБР» (сухие отработанные буровые растворы) измельчали до порошкообразного состояния и использовали как добавку к различным буровым растворам и как компонент в составе композиционных химических реагентов. Водные вытяжки из СОБР (10%) имели рН 8,5-9,2. Исследования показали, что СОБР могут быть использованы в качестве структурообразователя глшшстых, безглинистых и минерализованных буровых растворов. Согласно расчетам, из 100 м3 отработанного бурового раствора может быть получено 60-65 т новых алюмосиликатных материалов: 35-40 т КАС0бР.. и 20-25 т СОБР. Для этого дополнительно потребуется 8-10 т товарной серной кислоты (или 15-20 т кислотных отходов), 8-12 т нефелинового концентрата и 5-10 т жидкого стекла.

В третьем разделе диссертации приведены результаты стендовых и производственных испытаний разработанных материалов и технологий.

Производственные испытания технологий получения геля из нефелинового концентрата, а также обезвоживания отработанного бурового раствора провели на базе Апрелевского филиала ВНИГНИ. Работы проводили в двух направлениях: отработка технологии

получения гелеобразующего состава (ГОС) для связывания сточной воды в отстойнике (секции шламового амбара) на буровой АО ВНИГНИ и приготовление новых композиционных химических реагентов на основе кислого алюмосиликата. Было изготовлено 0,8 м3 золя НК, одну часть которого использовали для отверждения загрязненной воды из шламового амбара на территории буровой АО ВНИГНИ, а другую - для получения КАС. Порошок последнего использован для приготовления различных буровых технологических жидкостей.

Приготовление ГОС из нефелинового концентрата в обоих случаях осуществлялось с помощью лопастной мешалки (реактора-смесителя) с максимальным рабочим объемом 1,2 м3 и скоростью вращения вала 40 об/мин, сточной воды, товарного нефелинового концентрата, 95 %-ной серной кислоты (олеума). При получении гидроизоляционного состава дополнительно использовали отработанный тосол.

В ходе натурных испытаний было установлено, что при интенсивном перемешивании в реакторе-смесителе (40 об/мин.) время начала гелеобразования существенно (в 1,5 раза) меньше, чем при использовании лабораторной мешалки пропеллерного типа. Для получения однородного геля НК вполне достаточно перемешивания компонентов смеси в течение 40 мин.

Сушка КАС осуществлялась в поддонах при температуре окружающего воздуха (20-23° С) и в сушильной камере при температуре 30-36° С. Доизмельчение сухого КАС и смешение его с другими ингредиентами при производстве комбинированных материалов осуществлялось с использованием дробилки емкостью 40 кг в закрытом проветриваемом помещении. По расчетам КАС стоит в 1,5-2 раза меньше, чем товарные алюмокалиевые квасцы.

Опытно-промышленные испытания БСР различного состава, в том числе с добавками КАС, КДС, пластификаторов на основе карбоновых кислот, провели в Западной Сибири. Борсиликатные реагенты хорошо зарекомендовали себя (более 100 скважин) как эффективные понизители структурно-механических свойств глинистых растворов, добавки, повышающие качество цементирования обсадных колонн (ОАО «Сургутнефтегаз», ООО «Сервисная буровая компания», СБК «Атолл-Бурение» и др.). Концентрация БСР в буровом растворе составляла 0,3-3%. При бурении на Приобском месторождении расход БСР составлял 0,6-0,9 м3 (скважины 5958 и 5909) и 1,5-1,6 м3 (скважины 5207 и 5337). В практически аналогичных геологических условиях на Южно-Приобском месторождении на одну

скважину расходовали от 0,7 до 2 м3 борсиликатного реагента. Подтверждено, что использование БСР эффективно снижает реологические и структурно-механические показатели глинистых растворов на больших глубинах при повышенных забойных температурах, что дает возможность отказаться от применения НТФ. Имеется опыт успешного применения БСР в полимерных буровых растворах при бурении наклонно-направленных скважин и боковых горизонтальных стволов. Специалистами ОАО «СургутНИПИнефть» борсиликатный реагент рекомендован в качестве разжижителя, стабилизатора и дополнительного ингибитора бурового раствора на основе биополимера «Гаммаксан» и акрилового реагента «Праестол-2540 Н» при бурении наклонно направленных скважин с большими отходами (более 1000 м) на Рогожниковском месторождении в условиях высоких забойных температур (100-130°С) и аномальными высокими поровыми давлениями. Анализ результатов опытных работ в ОАО «Сургутнефтегаз» позволяет констатировать, что при применении БСР улучшается работа очистной системы за счет ингибирующих свойств реагента; обеспечивается длительная устойчивость глинисто-песчаных пород; не наблюдается затяжек и посадок бурильного инструмента; нет необходимости в проработке ствола скважины перед спуском обсадных колонн. Результаты промысловых испытаний позволили рекомендовать БСР для массового использования при строительстве скважин в Западной Сибири. В период с 2006 г. по 2010 г. годовой выпуск БСР различных модификаций увеличился с 26 до 2700 т. За счет изменения базового состава БСР экономия денежных средств составляет 6-9 тыс. руб. на 1 т комбинированного реагента. По данным ОАО «Сургутнефтегаз» экономический эффект от применения порошкообразного БСР в сочетании с ЕСТАВБШС ¿ЬА составил 56250 руб. (на одну скважину).

Реагент «Ро1узП» успешно испытан и рекомендован для дальнейшего испытания в составе биополимерного силикатного раствора (БПСР) для вскрытия продуктивных отложений в РУП «Производственное объединение «Белоруснефть». Бурение продуктивных отложений в скважине 53/2 Малодушинской с применением биополимерного силикатного раствора проводилось в интервале 3564-3579 м. Для проведения испытания на скважину было завезено 100 м3 БПСР, приготовленного на растворном узле. Параметры раствора имели следующие значения: р - 1040 кг/м3, УВ50о - 62 с, Ф30 - 6 см3, СНСию - 29/36 дПа, рН - 10. После завершения бурения использованный буровой раствор был вывезен на растворный узел для

хранения и последующего повторного использования. Затраты на приготовление 1 м3 раствора БПСР составили 224,3 тыс. бел. руб. В делом экономический эффект от применения комбинированных силикатно-полимерных реагентов за 2007-2010 г.г. превысил 1,5 млн. руб.

Промысловые испытания гидроизоляционных смесей на основе ИКС (нефелин + щавелевая кислота) провели в ТПП «РИТЭКБелоярскнефть» (скв. № 457/6 Сергинского месторождения) и в ОАО «СК Черногорнефтеотдача» (скв. 205 куст 1 Майского месторождения). После закачки 67 м3 ГИС в нагнетательную скважину 457/6 прорыв воды после ГРП был ликвидирован. Закачка 40 м3 в скважину 205 позволила снизить приемистость с 216 м3/сут. до 140 м3 /сут. Был изолирован высокопроницаемый интервал 2705-2707 м. Прирост дополнительной добычи нефти за 6 месяцев составил 2122 т.

Силикатные гидрогелевые растворы рекомендованы НПО «Недра», институтам «СеверНИПИгаз» и «ВНИИгаз» для включения в проектно-сметную документацию на строительство скважин на подсолевые отложения, содержащие неустойчивые аргиллиты, в Восточной Сибири и Республике Саха (Якутия).

Основные выводы и рекомендации

1. На основании обобщения экспериментальных исследований и промысловых испытаний буровых технологических жидкостей при строительстве нефтяных и газовых скважин обоснована возможность и целесообразность применения гель-технологий для сокращения затрат времени и денежных средств на приготовление и обработку БТЖ, повышения устойчивости ствола скважин и надежности гидроизоляции поглощающих и проявляющих пластов.

2. Для бурения в терригенных отложениях разработаны комбинированные реагенты многофункционального действия на основе борсиликатных, силикатно-щавелевых и силикатно-адипиновых гелей. Борсиликатные реагенты широко испытаны в Западной Сибири.

3. Для проведения работ по изоляции поглощающих и проявляющих пластов разработана гель-технология и исследованы гидроизоляционные смеси на основе нефелинового концентрата, обеспечивающие возможность, за счет спиртовых добавок, регулировать сроки геле - и студнеобразования в широких пределах (от 1-2 ч до 2-3 суток и более). Разработаны рецептуры и способы применения ГИС.

4. Отработана технология получения и даны рекомендации по применению ксерогелей НК - кислых алюмосиликатных реагентов.

5. Усовершенствованы составы вязкоупругих смесей на основе смешанных растворов водорастворимых эфиров целлюлозы и лигносульфонатов.

6. Экспериментально показана возможность использования гель-технологии отверждения отработанных буровых растворов.

7. Разработаны новые кремнегелевые материалы - комбинированные химические реагенты на основе отработанных буровых растворов, предназначенные для приготовления и обработки буровых технологических жидкостей. Даны рекомендации по их рациональному применению.

8. Стендовые и полигонные испытания подтвердили результаты лабораторных исследований: возможность использования гель-технологии для получения гидроизоляционных составов, новых химических реагентов серии «КАС» и утилизации сточных вод.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

1. Грязнов И.В. Гель-технологии в процессах строительства и капитального ремонта скважин: Монография. - М.: ООО «Ол Би Принт», 2011.-71 с.

2. Грязнов И.В. Применение гель-технологий для повышения эффективности строительства скважин. - Сборник тезисов VIII Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 80-летию РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина. - 2010.

3. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Изюмский В.П., Иванов Ю.А. Применение гель-технологий для получения буровых технологических жидкостей // Газовая промышленность. - 2009. - № 11(638). - С. 58-61.

4. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Изюмский В.П., Иванов Ю.А. Гель-технологии для получения буровых технологических жидкостей // Нефть, газ и бизнес. - 2010. - № 3. - С. 70-75

5. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Иванов Ю.А., Зотов В.А. Отработанные буровые растворы как материал для приготовления буровых технологических жидкостей // Нефтяное хозяйство. - 2010. - № 5. - С. 62-64

6. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Иванов Ю.А., Изюмский В.П. О расширении сырьевой базы производства химических реагентов для строительства скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2010. - № 9. - С. 33-37.

7. Минибаев В.В., Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Изюмский В.П., Иванов Ю.А. Разработка и опыт применения кремнегелевых реагентов и буровых растворов // Бурение и нефть. - 2010. - № 2. - С. 47-48.

8. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Иванов Ю.А. Гелеобразугощие составы на основе водорастворимых эфиров целлюлозы. / Эфиры целлюлозы и крахмала, другие химические реагенты и материалы в эффективных технологических жидкостях для строительства, эксплуатации и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин: - Материалы XIV Международной научно-практической конференции. - 2010. - Владимир.

- ВлГУ. - С. 177-184.

9. Грязнов И.В., Изюмский В.П., Коновалов Е.А., Иванов Ю.А. Применение гель-технологий для повышения качества и надежности строительства и капитального ремонта скважин // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2011. - № 2. - С. 60-62

10. Грязнов И.В., Коновалов Е.А., Буток O.E., Балаба В.И. Гидроизолирующий состав и способ получения гидроизолирующего состава // Патент РФ на изобретение № 2430946.

11. Балаба В.И., Грязнов И.В, Коновалов Е.А. Практическая реализация концепции трансформируемых буровых технологических жидкостей // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2011.

- № 4. - С. 63-66.

Соискатель

И.В. Грязнов

Подписано в печать 02 ноября 2011 г. Объем 1,2 п. л. Тираж 120 экз. Заказ № 474 Отпечатано в Центре оперативной полиграфии ООО «Ол Би Принт» Москва, Ленинский пр-т, д.37

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Грязнов, Игорь Валентинович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ и ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕЛЬ-ТЕХНОЛОГИИ ПРИ БУРЕНИИ И ЛИКВИДАЦИИ ОСЛОЖНЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ СТРОИТЕЛЬСТВА И КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН.

1.1.Гель-технология буровых растворов.

1.2. Вязкоупругие полимерные гели.

1.3. Применение гелеобразующих составов при проведении гидроизоляционных работ в скважинах.

1.4. Технологии утилизации отходов бурения с использованием гелеобразующих и отверждающихся составов.

1.5. Обоснование цели и постановка задач исследований.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕЛЬ-ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БУРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ И РЕАГЕНТОВ.

2.1. Методики проведения исследований.

2.2. Водоизолирующие составы и материалы на основе гелей нефелинового концентрата.

2.2.1. Гелеобразущие водоизолирующие составы.

2.2.1.1. Исследование процесса гелеобразования золей нефелинового концентрата.

2.2.1.2. Исследование прочностных свойств студней НК.

2.2.2. Алюмокремниевые ксерогели - кислые алюмосиликаты.

2.3. Полимерные гели и вязкоупругие смеси на основе ВЭЦ и КССБ.

2.4. Исследование гидрогелевых буровых растворов.

2.4.1. Силикатные гидрогели и борсиликатные ингибиторы буровых растворов.

2.4.2. Фосфатно-солевые буровые растворы.

2.5. Гель-технология отверждения буровых шламов с использованием жидкого стекла.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПРОВЕДЕНИЕ ПРОМЫСЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ.

3.1. Отработка технологии получения гелеобразующих составов и реагентов на их основе.

3.2. Промысловые испытания борсиликатных реагентов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование и совершенствование буровых технологических жидкостей с использованием гель-технологий"

В связи с планами поставок углеводородов месторождений Восточной Сибири и Якутии на зарубежные рынки в последние годы заметно активизировались геологоразведочные работы в Красноярском крае, Иркутской области, Республике Саха-Якутия. Кроме разведочного и эксплуатационного бурения в 2011-2012 г.г. запланировано строительство первых 10 параметрических скважин глубиной до 3,5-4 тыс. м. Для геологического разреза этого региона характерно наличие многолетнемерзлых пород (ММГТ), мощной толщи карбонатов и каменной соли, низкие пластовые давления, наличие зон поглощений бурового раствора и неустойчивых аргиллитов подсолевого комплекса.

Практика поисково-разведочного и эксплуатационного бурения на нефть и газ в районах Крайнего севера, Западной и Восточной Сибири убедительно показала необходимость использования буровых растворов с малым содержанием твердой фазы. Это определяется необходимостью повышения показателей работы долот и потребностью сокращения объема грузоперевозок, особенно в летнее время года. Наиболее перспективным является применение безглинистых буровых растворов на основе биополимеров или растворов полимеров, «сшитых» солями-комплексообразователями.

При бурении скважин часто встречаются осложнения, связанные с нарушением устойчивости терригенных пород. При прочих равных условиях предупреждение осложнений при разбуривании глин и аргиллитов во многом зависит от ионной силы фильтрата бурового раствора на водной основе и вида используемого ингибитора разупрочнения горных пород [1].

Качественное вскрытие продуктивных пластов остается одной из главных проблем при бурении скважин в условиях низких и аномально-низких (АНПД) пластовых давлений. Продолжается поиск рациональных технологий вскрытия продуктивных отложений с одновременным решением задач повышения коммерческой скорости бурения и сокращения расхода технологических материалов в процессе строительства скважин. Буровая практика показывает целесообразность широкого использования комбинированных реагентов многофункционального действия (ингибирующего, разжижающего, смазочного). Применение рациональных рецептур комбинированных полимерно-силикатных реагентов позволяет свести к минимуму их расход и обеспечить сохранение устойчивости ствола скважины.

Неоднородность продуктивных пластов приводит зачастую к прорыву воды в добывающие скважины, снижению нефтеотдачи пластов. В условиях высокой обводненности и возрастающей доли трудноизвлекаемых запасов особую роль приобретают методы увеличения нефтеотдачи (МУН) пластов, в том числе выравнивание профиля приемистости нагнетательных скважин и проведение гидроизоляционных работ. Одним из наиболее экологически безопасных методов увеличения охвата пластов - применение гелеобразующих составов (ГОС) на основе полимерных материалов и водорастворимых силикатов. Последние могут быть полезны также для гидроизоляции и закрепления грунтов, проведения работ по утилизации буровых сточных вод и отработанных буровых растворов. Использование гель-технологии при приготовлении буровых технологических жидкостей, композиционных химических реагентов, обезвоживании отходов бурения будет способствовать повышению эффективности строительства и капитального ремонта скважин, а также снижению экологической нагрузки на окружающую среду.

Несмотря на широкий ассортимент химических реагентов для строительства скважин, предлагаемых отечественными и зарубежными производителями, остаются актуальными вопросы рационального использования многотоннажных отходов производств. Сырьевой базой для приготовления композиционных химреагентов для строительства и капитального ремонта скважин могут служить побочные продукты и отходы производств.

Цель работы.

Повышение эффективности строительства скважин путем совершенствования и применения гель-технологий буровых технологических жидкостей.

Основные задачи исследований:

1. Анализ современного состояния практики применения гель-технологий при бурении и ликвидации осложнений в процессе строительства и капитального ремонта скважин.

2. Экспериментальные исследования и разработка рецептур гелеобразующих составов на основе нефелино-кислотных смесей для борьбы с осложнениями в процессе бурения.

3. Экспериментальные исследования и разработка буровых материалов на основе ксерогелей кремниевой кислоты из нефелинового концентрата, гидрогелевых буровых растворов и концентратов, силикатных комбинированных реагентов - регуляторов реологических свойств буровых растворов.

4. Исследования материалов на основе отработанных буровых растворов.

5. Организация производства комбинированных химических реагентов и проведение промысловых испытаний.

6. Разработка рекомендаций по приготовлению и применению гелеобразующих составов и реагентов на их основе.

Научная новизна работы

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения гелеобразующих составов на основе нефелинового концентрата с регулируемыми в широких пределах сроками геле- и студнеобразования. Научная новизна исследований подтверждена патентом РФ на изобретение.

2. Разработаны научные основы получения комбинированных химических реагентов с использованием ксерогелей кремневой кислоты - кислых алюмосиликатов (КАС).

3. Дано обоснование составов и изучен механизм получения кремнегелевых минерализованных буровых растворов и комбинированных силикатных реагентов многофункционального действия; оценены их функциональные характеристики.

4. Научно-обоснованы и разработаны рецептуры вязкоупругих смесей с регулируемыми сроками существования.

5. Обоснована и-показана возможность применения гель-технологии при получении химических реагентов на основе отработанных буровых растворов.

Основные защищаемые положения

Автором защищаются следующие положения:

1. Результаты экспериментальных исследований по получению гелеобразующих составов на основе нефелинового концентрата, минеральных и сухих органических кислот.

2. Технологические решения по гидроизоляции поглощающих и проявляющих пластов.

3. Результаты экспериментальных исследований и рецептуры вязко-упругих смесей (ВУС) на основе водорастворимых эфиров целлюлозы и лигносульфонатов для временного блокирования пластов.

4. Результаты исследований и рецептуры комбинированных силикатных реагентов - регуляторов структурно-реологических свойств буровых растворов.

5. Способ обезвоживания отработанных буровых растворов на основе гель-технологии и с применением КАС. Получение новых реагентов на основе ОБР.

6. Результаты опытно-промышленных испытаний комбинированных силикатных реагентов и гидроизолирующих составов, полученных с использованием гель-технологии.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Практическая ценность работы характеризуется соответствием научно-исследовательских разработок основным направлениям научно-технического прогресса развития в области строительства нефтяных и газовых скважин (Государственный контракт в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы»).

Показана возможность применения гель-технологий на всех этапах строительства скважины (от приготовления бурового раствора до его отверждения после завершения бурения).

Результаты исследований и разработок, выполненных по теме диссертации, используются буровыми и сервисными компаниями (Сургутнефтегаз, СИТЕКО, РИТЭК и др.) при строительстве скважин в Западной Сибири:

- испытаны комбинированные борсиликатые реагенты, в том числе с использованием кислых алюмосиликатов;

- апробирована гель-технология обезвоживания отработанных буровых технологических жидкостей;

- организовано производство и испытаны сухие нефелино-кислотные смеси.

- разработаны рекомендации, по обоснованию состава, технологии приготовления буровых технологических жидкостей на основе гелеобразующих составов.

Заключение Диссертация по теме "Технология бурения и освоения скважин", Грязнов, Игорь Валентинович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основании обобщения экспериментальных исследований и промысловых испытаний буровых технологических жидкостей при строительстве нефтяных и газовых скважин обоснована возможность и целесообразность применения гель-технологий для сокращения затрат времени и денежных средств на приготовление и обработку БТЖ, повышения устойчивости ствола скважин и надежности гидроизоляции поглощающих и проявляющих пластов.

2. Для бурения в терригенных отложениях разработаны комбинированные реагенты многофункционального действия на основе борсиликатных, силикатно-щавелевых и силикатно-адипиновых гелей. Борсиликатные реагенты широко испытаны в Западной Сибири.

3. Для проведения работ по изоляции поглощающих и проявляющих пластов разработана гель-технология и исследованы гидроизоляционные смеси на основе нефелинового концентрата, обеспечивающие возможность, за счет спиртовых добавок, регулировать сроки геле - и студнеобразования в широких пределах (от 1-2 ч до 2-3 суток и более). Разработаны рецептуры и способы применения ГИС.

4. Отработана технология получения и даны рекомендации по применению ксерогелей НК - кислых алюмосиликатных реагентов.

5. Усовершенствованы составы вязкоупругих смесей на основе смешанных растворов водорастворимых эфиров целлюлозы и лигносульфонатов.

6. Экспериментально показана возможность использования гель-технологии отверждения отработанных буровых растворов.

7. Разработаны новые кремнегелевые материалы - комбинированные химические реагенты на основе отработанных буровых растворов, предназначенные для приготовления и обработки буровых технологических жидкостей. Даны рекомендации по их рациональному применению.

8. Стендовые и полигонные испытания подтвердили результаты лабораторных исследований: возможность использования гель-технологии для получения гидроизоляционных составов, новых химических реагентов серии «КАС» и утилизации сточных вод.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Грязнов, Игорь Валентинович, Москва

1. Горонович С.Н. и др. Регулирование ионообменных процессов при разбуривании терригенно-хемогенного комплекса пород. М.: -Газовая промышленность, 2002, № 10, с.77-78.

2. Лобанов Ф. И. и др. Исследования и опыт применения акриловых полимеров «Праестол» при бурении скважин / Сборник научных трудов НПО «Бурение» Краснодар 2003, вып. 9, с 74-83, табл. 4

3. Хартман X. Г. и др. Опыт применение акриловых реагентов Праестол/ Специальное приложение «Бурение» к журналу «Нефть и капитал». 2001. -№2. - с. 59-60

4. Ангелопуло O.K. и др. Буровые растворы для осложненных услоий. М.:, Недра, 1980, 135 с.

5. Позин М.Е. Технология минеральных солей. М. Химия, 1970, 792 с.

6. Аветисян Н.Г., Шеметов В.Ю., Смирнова Н.В., Определение необходимой степени минерализации бурового раствора при бурении в неутойчивых породах. // Бурение, 1979, №4.-с.6-9.

7. Ангелопуло O.K., Подгорнов В.М., Самойлов Н.Е., Скворцов Д.С. Безглинистые буровые растворы. Нефтяник, вып.6,1971.

8. Андресон Б.А. Аммоний-калиевый раствор для бурения глубоких скважин в сложных условиях. НТЖ «Нефтепромысловое дело», М., ВНИИОЭНГ, 1995. №6, с. 22-26.

9. Нечаева O.A. и др. Изучение параметров гель-раствора для бурения солесодержащих и неустойчивых горных пород. Бурение и нефть, М., 2009, №10 с. 33-35.

10. Белов В.П. Разработка и внедрение физико-химических методов управления процессом кольматации горных пород при бурении скважин.

11. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М., МИНХ и ГП, 1986. -42 с.

12. Грей Лж. Р. И др. Состав и свойства буровых агентов промывочных жидкостей. М., - Недра - 1985, 509 с.

13. Долганская С.И. Исследование механизма взаимодействия в системах полимер-полимер и полимер-порода. М.: ВНИИОЭНГ, 1994.- 40с.

14. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. М., Недра, 1972., 321 с.

15. Курочкин Б.М. и др. Опыт применения «зашитых» полимеров в качестве кольматантов при бурении скважин,- Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море., 2005, №6, с.22-25.

16. Дедусенко Г.Я., Иванников В.И., Липкес М.И. Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы. М., Недра, 1985. 123 с.

17. Городнов В.Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. М.,- Недра,- 1984.

18. Мариампольский И.А. и др. Ингибирующее действие буровых растворов на основе солей калия, кальция, алюминия и жидкого стекла // Труды ВНИИКрнфть Краснодар - 1978 - вып. 14 - с. 162.

19. Пеньков А.И. и др. Новые системы буровых растворов для осложненных условий -М.,-Нефтяное хозяйство- 1987, вып. 7, с. 7-10.

20. Подгорнов В.М. Исследование безглинистых буровых растворов с конденсированной твердой фазой. Диссертация кандидата технических наук. МИНХ и ГП- М.- 1974, 91с.

21. Харив И.А. и др. Феррокалиевый буровой раствор с малым содержанием твердой фазы.- М.: Газовая промышленность, 1983, №12, с.11-13.

22. Шарипов А.У. и др. Применение силикатно-полимерного бурового раствора при бурении глубокой параметрической скважины. М.,- Нефтяное хозяйство-1981- вып.4- с. 19-25.

23. Коновалов Е.А. и др. Применение асбогелевых буровых растворов. -Нефтяное хозяйство, 1989, №3, с. 6-10.

24. Белей И.И. и др. Полимерный алюмоакриловый промывочный раствор. -Газовая промышленность. -М.: 1981, № 1, -с.13 -15.

25. Дровников П.Г. и др. Повышение эффективности применения асбестовых буровых растворов. ЭИ ВИЭМС, сер. «Техника и технология бурения скважин -М., 1988, №12,, с. 9-11.

26. Коновалов Е.А. Комплексное применение химических реагентов в разведочном бурении. М.,- 1984, -30 с. -Техника и технология геологоразведочных работ; организация производства. Обзор //ВИЭМС. М., 1984, 30 с.

27. Балаба В.И. Разработка минерализованных буровых растворов для проводки скважин в глинистых отложениях.- дис. канд.техн.наук, МИНХ и ГП-М., 1991-257 с.

28. Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам -Оренбург.-«Летопись», -1997-206 с.

29. Янкевич В. Ф. и др. Способ химической обработки буровых растворов в условиях хлоркальциевой агрессии пластовых вод. Информационный листок №33-88 Якутского ЦНТИ, 1988.

30. Курбанов Я.М. и др. Гель-технология тампонажных растворов. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2000. Обз. информ. Сер. Бурение газовых и газоконденсатных скважин.

31. Коновалов Е.А. и др. Облегченный цементный раствор- Газовая промышленность, 1981, 312, с. 12-14.

32. Шабанова H.A. и др. Закономерности влияния минеральных кислот на кинетику гелеобразования в коллоидном кремнеземе //Коллоидный журнал,1993,т.55,ч.1,с.145-151.

33. Николаева JI.B. и др. Промывочные растворы для проводки скважин в осложненных условиях Восточной Сибири и Дальнего Востока // Сб. трудов ВостСибНИИГГиМС- Новосибирск-1979-с.З 0-34

34. Корнеев В.И. и др. Жидкое и растворимое стекло Санкт-Петербург: Стройиздат, СПб, 1996-216 с.

35. Беляева JI.A. и др. Металлопроизводные гипана и возможности их применения в бурении. Изв. Гомел. Гос. Университета, 2004, №3, с.116-122.

36. Крылов В.И. и др. Промывочные жидкости нового поколения, ингибированные высокими силикатами,- Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, № 10,2003, с. 26-30.

37. Артамонов В.Ю. Разработка физико-химических методов кольматации продуктивных пластов для повышения качества их вскрытия. Автореферат кандидатской диссертации. Тюмень, ТНГТУ, 2001,24 с.

38. Захаров А.П. Испытание композиционных силикатных реагентов-Инф.сб. Геологическое изучение и использование недр.-М., Геоинформмарк1994, вып.5-6, с.30-36.

39. Коновалов Е.А. и др. Возможности применения водорастворимых соединений бора в буровой практике // Сб. Научно-технические достижения и передовой опыт в области геологии и разведки недр-М., 1991, №5,с.64-69.

40. Захаров А.П. Разработка и использование комбинированных силикатных реагентов при бурении скважин. Диссертация кандидата технических наук. -РГУ НГ им. И.М. Губкина М.- 1995, 143с.

41. Минибаев В.В. Разработка и опыт применения кремнегелевых реагентов и буровых растворов. Бурение и нефть. М., 2010, №2, с. 16-17.

42. Химические реагенты и технологии «ХИМЕКО-ГАНГ», 2009г. 170 с.

43. Иванов Ю.А. и др. Совершенствование буровых технологических жидкостей для предупреждения и ликвидации осложнений при строительстве скважин. Строительство нефтяных и газовых скважин, 2009, №5, с 16-21.

44. Балаба В.И. Реагент для буровых растворов- Хромлигносил. (Инф. листок 15-87 МосГорЦНТИ). М., 1987,- №2.

45. Андресон Б.А. и др. Влияние гуматно-малосиликатого глинистого раствора на устойчивость горных пород./Тр. МИНХ и ГП, 1969, вып.З, с.15

46. Яковлев С.С. и др. Тампонирующие смеси на основе гипана. М., Нефтяное хозяйство- 1987- № 4, с.25-27.

47. Яковлев С.С. и др. Исследования реологических и деформационно-прочностных свойств вязкоупругих тампонирующих смесей. М., ВИЭМС, ЭИ, сер. «Техника и технология геолого-разведочных работ; организация производства», 1984-№ 8, с.9-14.

48. Киракосьянц М.Х. Применение солей алюминия-в процессах дубления. М., Легкая индустрия, 1964, с.115.

49. Айлер Р. Химия кремнезема. М., Мир, 1982. - 245 с.

50. Коновалов Е.А. и др. Результаты промыслового испытания полимерных смесей на основе КМЦ. РИ. «Бурение газовых и морских нефтяных скважин», М., 1981, вып.1, с.8-10.

51. Смирнова Н.В. и др. Состояние разработок в области карбоксиметиловых эфиров целлюлозы в ЗАО «Полицелл». Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. ЗАО «Полицелл», Суздаль-2002., с.23-34.

52. Бондарь В.А. и др. Основные направления научно-производственной деятельности ЗАО «Полицелл». Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. ЗАО «Полицелл», Суздаль-2002,, с.4-13.

53. Овчинский К.Ш. и др. Рациональная технология применения акриловых полимеров при бурении скважин на месторождениях Среднего Приобья — Тр. ВНИИБТ, -М., 1989, №67, с. 89-95.

54. Валов Б.М. и др. Опыт применения полиакриламида при бурении и креплении скважин в Якутии. -РНТС ВНИИОЭНГ, сер. Бурение.-М., 1978, №1, с.23-25.

55. Допилко Л.И. Эффективность применения полиакриламида марки ДК-дрилл А-1. Нефтяная и газовая промышленность. -М., 1988, №1, с. 9-12.

56. Николаева Л.В.и др. Новые акриловые полимеры и химическая обработка буровых растворов./Совершенствование технологии бурения нефтяных и газовых скважин в Восточной Сибири и Якутии, Новосибирск, 1985, с. 11-14.

57. Расизаде Я.Р. и др. Применение двухкомпонентного вязкоупругого состава при креплении скважин.- Газовая промышленность, 1979, №8, с. 1921.

58. Яковлев С.С. Разработка рациональной технологии ликвидации поглощений буровых растворов в условиях низких пластовых давлений и температур (на примере Ботуобинского нефтегазоносного района Якутии). Кандидатская диссертация. М., ВНИИБТ, 1987.

59. Коновалов Е.А. и др. Гидроизоляционные составы для борьбы с осложнениями в скважин. М., Газовая промышленность №12, с.28-30, 1998.

60. Иванов Ю.А. Исследование и разработка технологий обеспечения устойчивости ствола геологоразведочных скважин. Диссертация кандидата технических наук. РАН РФ, НЦ НВМиТ- М.- 2009,137с.

61. Патент РФ №2185504 «Гелеобразующий состав для повышения нефтеотдачи пластов» Е 21 В 43/22, 20.07 2002 (авт. Гаевой Е.Г. и др.)

62. Горбунов А.Т. и др. Гелеобразующие составы на основе нефелинового концентрата для изоляции водопритока и водопоглощения в скважинах нефтяных месторождений. -Тр. ВНИИнефть.-вып. 129.-М.: Недра-2003, с. 3541.

63. Фахретдинов Р.Н. и др. Состав «Нефелин-1», применяемый с целью увеличения приемистости нефтяных скважин при температурах 20-90° С. -М. Нефтяное хозяйство, 1995, №3,. 45-46.

64. Поддубный Ю.А. и др. Эффективность применения водоизолирующих материалов в нефтяных скважинах.-М.: ВНИИОЭНГ, 1985-47 с.68. Каталог ХИМЕКО-ГАНГ

65. Алтунина JI.K. и др. Неорганические гели для увеличения нефтеотдачи неоднородных пластов с высокой температурой. Нефтяное хозяйство.-1995.-№4.- с.36-39

66. Кручинина Н.Е. Алюмокремниевые флокулянты-коагулянты в процессах водоподготовки и водоочистки. докт. дисс.- Иваново, 2007,275 с.

67. Попов В.В. Механизм процесса поликонденсации кремниевой кислоты в водной среде: Диссертация на соискание уч. ст. к.х.н. МХТИ, М., 1982.

68. Захаров В.И. и др. Исследование поведения кремнезема при кислотном вскрытии нефелинового концентрата // Физико-хим. исследования систем и материалов на основе редких элементов. Апатиты, 1990. - С. 26-29.

69. Васильева Н.Я. Освоение производства алюмокремниевого коагулянта-флокулянта// Горн. журн. -1999. № 9. - С. 46-47.

70. A.c. СССР 327790 С01Р7/74 Способ получения алюминиевого коагулянта / Ю.С. Плышевский и др. -Заявл. 14.07.1970, опубл. 15.06.72.

71. A.c. СССР 333129 С01Р7/26 Способ получения коагулянта / Д.М. Чижиков и др. -Заявл. 27.04.70, опубл. 28.04.72.

72. Фролов Ю.Г. и др. Поликонденсация кремниевой кислоты в водной среде. Влияние концентрации кремниевой кислоты //Колл. журн. -1983. Т. 45, № 2. -С. 382-386.

73. Патент РФ №2197599 «Гелеобразующий состав для регулирования проницаемости нефтяного пласта» Е 21 В 33/138, 21.01 2003 (авт. Селихов Ф.А. и др.)

74. Патент РФ. №2089723 «Способ разработки нефтяных месторождений», Е 21 В 43/22, Бюл. 25, 1997

75. Шеметов В.Ю. Экологическая устойчивость природной среды к техногенному воздействию процессов строительства скважин. М., ВНИИОЭНГ, 1991. 120 с.

76. Булатов А.И. и др. Методы и техника очистки и утилизации отходов бурения. (Обзор.информ./ ВНИИОЭНГ. Сер. «Борьба с коррозией и защита окружающей среды»). М., ВНИИОЭНГ, 1989.

77. Молодан А.И. Обеспечение экологической безопасности бурения нефтяных и газовых скважин на Кубани. -Материалы НТС ОАО «Газпром» «Особенности строительства скважин с осбым природоохранным статусом», М.-2007, с.58-66.

78. Безродный Ю.Г. Совершенствование процессов строительства скважин с целью предупреждения загрязнения и рационального использования земельных ресурсов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Краснодар, 1996.

79. Гержберг Ю.М. и др. Концепция создания стационарного полигона для обезвреживания нефтезагрязненных отходов производства. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2005.- №9.- с. 72-77.

80. Ибрагимов Р.Х. Опыт безамбарного, экологически чистого бурения в Западной Сибири. - Нефтяное хозяйство. - 1992,- №2, с. 35-36.

81. Конюхов A.B. и др. Охрана окружающей среды при проведении геологоразведочных работ в районах Крайнего Севера. Обзорная информация ВНИИОЭНГ. Сер. Борьба с коррозией и защита в нефтегазовой промышленности. М., ВНИИОЭНГ, 29 е., 1985.

82. Утилизация обработанного бурового раствора.- Обзорная информация по материалам зарубежной прессы. Нефтяное хозяйство.- 1998,- №5, с.28-33.

83. Булатов А.И. и др. Актуальные проблемы охраны окружающей среды при строительстве скважин. Нефтяное хозяйство.-1992.- №3, с. 67-69.

84. Бабушкина М.И. Жидкое стекло в строительстве/Кишинев, Картя Молдованяска,* 197, -223 с.

85. Григорьев П.Н. и др. Растворимое стекло-М., Промстройматериалы, 1956,-443 с.

86. Гайдаров Ш. М, Лихушин A.M., Янкевич В.Ф., Мясищев В.Е., Петренко A.B./ Изучение механизма восстановления герметичности скважины, имеющей МКД. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море.-М., 2010, №7., с .

87. Минибаев В.В. Исследование и разработка промывочных жидкостей на основе акриловых реагентов многофункционального назначения. Кандидатская диссертация.- М., РАН НЦ НВМ и Т, 2010.

88. Шварц Е.М. Комплексные соединения бора с полиокси-соединениями. -Рига 1968 - 224 с.

89. Шабанова Н. и др. Процесс перехода золя в гель и ксерогель коллоидного кремнезема //Коллоидный журнал, 1989, вып. 6, т.51,. с. 11571163.

90. Шабанова Н. А., Саркисов П. Д. Основы золь-гель технологиинанодисперсного кремнезема. M.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 208 с.

91. Грязнов И.В. и др. Применение гель-технологий для повышения эффективности строительства скважин Сборник тезисов VIII Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 80-летию РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина; 1-3.02.2010 г.

92. Грязнов И.В. и др. Применение гель-технологий для получения буровых технологических жидкостей.-Газовая промышленность М.,2009, 311, с.58-62.

93. Грязнов И.В. и др. Гель-технологии для получения буровых технологических жидкостей Нефть, газ и бизнес, 2010, №3, с.

94. Грязнов И.В. и др. Отработанные буровые растворы как материал для приготовления буровых технологических жидкостей -Нефтяное хозяйство, 2010, №5, с.62-64

95. Грязнов И.В. и др. О расширении сырьевой базы производства химических реагентов для строительства скважин Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, 2010, №9, с.33-37.

96. Леванова C.B. Синтез сложных эфиров из жидких отходов производства капролактама Российский химический журнал, 2006, т.1, №3, с. 37-42.

97. Супрамолекулярная химия. Пер. с англ.: в 2 т. / Джонатан В. Стид и др. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 896 с.

98. Жиряков В.Г. Органическая химия, М.-Химия, 1974, 408 с.

99. Мелентьев Г.Б., Делицин Л.М. Нефелин уникальное минерально-химическое сырье XXI века: ресурсно-экологические проблемы и приоритеты их решения // Экология пром. пр-ва. - 2004 - № 2 - С. 51-68.

100. Коновалов Е.А., Захаров А.П., Розов А.Л., Изюмский В.П. Силикатные ингибиторы буровых растворов // ЭИ ВНИИазпром, сер. Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений М.-1991 - вып. 3 -с.9-14.

101. Балаба В.И., Грязнов И.В, Коновалов Е.А. Практическая реализация концепции трансформируемых буровых технологических жидкостей // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. 2011. - № 4. - С. 63-66.

102. Beter.S. Spudungsproblema bed trefen Bohrungen Erdoel Z. 2 1958, 1, Bd. 7U-№ l,pp. 11-19

103. Bland R. Water-based glycol systems substitutes for oil-based muds. Oil and Gas Journal, June 29, 1992, vol. 90, № 26, pp. 54-59

104. Fraser J. How to select drilling fluids for horizontal wells. World Oil, May, 1993, vol. 217, №5, pp.59-68

105. Gierlaszynska S., Gamulczynsk J. Treatment of drilling muds with extracts from brown coal Frase institytutu Naftowago. - 1956, series A 2 № 45, pp. 1-11/Ref. J. Just, Petrol

106. Holder M. Legislators get tough on drilling fluid discharge-Offshore/the Oilman, March 1993, vol. 54, №3, pp.83-84

107. Lubricating mud additives extends bit life World Oil - 1958, IV, vol.146, №5, pp. 186-188

108. New specialized muds solve difficult drilling problems Drilling - 1957, December 1, vol.19, pp. 180-181

109. Palm J.D. Polymer and system maintains high ROP in deep wells, Oil and Gas Journal, October 24,1994, vol. 2, № 43, pp. 92-94

110. Reservoir stimulation, Second Edition Economides M.J., K.G.Notte, 1989, Schlumburger Educt. Services, Houston, Texas, USA

111. Welch O.L-J. Lee Cationic polymer mud solves problems in North Sea. Oil and Gas Journal, July 13, 1992, vol.90, № 28, pp. 53-57.

112. УТВЕРЖДАЮ Директора Физиала/ш£* Г ¡0. А, Иванов « 20» июля 2009 г.1. А|стопытно-промышленного нспы танин технолог ни приготовления гелеобрагующего состава на основ*' нефелинового концентрата1607.2009 г, г.Апрелевка, Филиал «АО ВНИГНИ)

113. Состав /-елеобразующей смеси: сточная нода (рН 8,86) 400л; техническая серная кислага (олеум) - 50 л.; нефелиновый концентрат (НК)~ 60 кг. Последовательность проведения испытаний.

114. П. 14-35 разлила преобразующий состав в емкости (металлические бачки и отдельную емкость («корыто»).12. 14-40 — 15-00 к остаткам геля добапилл щелочной раетпор и промыли реактор.13. 16-00 проба 2 - густой гель («желе»); пробы 3 и 4 — студни.