Анализ современных систем очистки бурового раствора

В настоящее время буровые компании испытывают проблемы,
связанные с некачественной очисткой бурового раствора. Поступившая в
буровой раствор выбуренная горная порода оказывает отрицательное влияние
на его технологические свойства, что приводит к значительному повышению
стоимости скважины.
В связи с этим актуально использовать качественное современное
оборудование по очистке бурового раствора от выбуренной горной породы.
Это обусловлено тем, что недостаточно очищенный буровой раствор может
привести к увеличению цикла строительства скважины, этому способствуют
уменьшение скорости проходки, сальники на КНБК, износ бурового
оборудования и инструмента и другие сопутствующие осложнения.
В настоящий момент нефтегазовый рынок насыщен всевозможным
оборудованием от разных производителей с примерно одинаковой ценовой
категорией и заявленными техническими характеристиками из-за чего
выбрать наиболее продуктивное без тщательного анализа работы этой техники
в практических условиях представляется весьма затруднительным.
Цель работы заключается в проведении аналитического обзора
отечественного и зарубежного оборудования в процессе строительства
скважин для определения наиболее эффективного, а также рекомендации к
проведению возможных модернизаций.
1. Теоретическая часть
1.1 Классификация буровых растворов
В России первоначальная классификация буровых промывочных
жидкостей основывалась на их назначении и использовалась при проведении
геологоразведочных работ. Они подразделялись на БПЖ для нормальных
геологических условий бурения (вода, некоторые водные растворы,
нормальные глинистые растворы) и для осложненных геологических условий
бурения [1].
Существует классификация по основному эффекту, достигнутому
химической обработкой: солестойкие растворы; термостойкие растворы;
термосолестойкие растворы; ингибирующие растворы.
Классификация БПЖ по способу приготовления подразделяет их на
естественно-наработанные (самозамес) и искусственно-приготовленные.
К сожалению, в настоящее время нет единой общепризнанной и научно-
обоснованной классификации. В отечественной практике заслуживает
внимание классификация по Паусу, в основе которой лежат следующие
факторы: состав разбуриваемых пород; проницаемость; наличие солей;
температура забоя; устойчивость стенки скважин; пластовое давление. По
этой классификации все БПЖ подразделяются на несколько классов в каждый
из которых входят группы облегченных растворов плотностью до 1250 кг/м3;
нормальных плотностью 1250-1450 кг/м3; утяжеленных более 1450 кг/м3 или
группа растворов определяется видом ингибитора [1].
В целом в отечественной буровой практике БПЖ классифицируют по
назначению и составу дисперсионной среды и дисперсной фазы на три
большие группы: растворы на водной основе, растворы на нефтяной основе;
газообразные растворы. Эти три группы в свою очередь подразделяются на
подгруппы. Их классификация представлена на рисунках 1.1,1.2.
Буровые промывочные жидкости можно классифицировать и по числу
фаз на два больших класса: гомогенные (однофазные) и гетерогенные
(многофазные) и далее по природе (составу) системы в целом или её
дисперсионной среды. Можно выделить подклассы водных (полярных),
углеводородных (неполярных) и газообразных очистных агентов. Кроме того,
гетерогенные системы могут быть разделены на группы по агрегатному
состоянию дисперсной фазы, которая может быть твердой, жидкой,
газообразной и комбинированной. Такая классификация представлена на
рисунке 1.3.
Типы очистных агентов далее можно подразделять на различные виды в
зависимости от степени и состава минерализации всей системы или её
дисперсионной среды, количества дисперсной фазы, способа приготовления
БР и т.д [1].
Так, водные (полярные) гомогенные и гетерогенные очистные агенты в
зависимости от концентрации солей (в пересчете на NaCl) могут быть:
— пресными (до 1 %);
— слабоминерализованными (1  3 %);
— среднеминерализованными (3  20 %);
— высокоминерализованными (> 20 %).
Рисунок 1.1 – Классификация буровых промывочных жидкостей (водные растворы)
Рисунок 1.2 – Классификация буровых промывочных жидкостей (растворы на нефтяной основе и газообразные растворы)
Рисунок 1.3 – Классификация БПЖ по числу фаз и составу дисперсионной среды
Эти же очистные агенты по составу солей (по составу минерализации)
могут быть хлоркалиевыми; хлоркальциевыми; силикатными
(малосиликатными); гипсовыми; известковыми; гипсоизвестковыми;
алюминатными (алюмокалиевыми, алюмокальциевыми); гипсокалиевыми.
Растворы классифицируются так же и по количеству твердой фазы:
1) с малым содержанием твердой фазы 5–7%;
2) с нормальным содержанием твердой фазы до 15%;
3) с повышенным содержанием твердой фазы более15%.
Классификация буровых растворов не является строгой и
всеобъемлющей. Названия некоторых систем буровых растворов довольно
условны и используются по установившейся традиции или по номенклатуре
фирм-разработчиков. Представленные выше классификации буровых
промывочных жидкостей, показали, что трудно классифицировать систему,
которая имеет множество признаков, функций и разнообразна по составу [2].