Введение к работе
Актуальность проблемы. При бурении глубоких скважин на нефть и газ в различных регионах России н СНГ часто возникают затруднения, связанные с осыпями и обвалами неустойки выхтсрригенных пород, интенсивной наработкой тонкодисперсной глинистой фазы и переходом ее в буровой раствор. Это приводит к снижению механической скорости бурения, созданию прнхватоопасных ситуаций, необходимости обработки бурового раствора химическими реагентами и, в конечном счете, удорожанию и замедлению процесса бурения скважин.
Значительным резервом повышения технико-экономических показателей бурения и качества строительства скважин является совершенствование технологии химической обработки глинистых растворов путем применения комбинированных реагентов многофункционального действия, в том числе на базе водорастворимых силикатных материалов, имеющих высокую степень экологической чистоты.
Разработка рациональных рецептур комбинированных химических реагентов позволяет свести к минимуму их расход и обеспечивает сохранение устойчивости ствола скважины.
Цель работы. Разработка комбинированных водорастворимых силикатных реагентов, добавок и концентратов буровых растворов многофункционального действия, обеспечивающих высокую технологическую эффективность при минимальном расходе материалов и приемлимом уровне экологической чистоты.
Осипішце палячи исследования В диссертационной работе были поставлены следующие основные задачи:
1. Исследовать особенности гелеобразовамия вводных растворах силиката
натрия при взаимодействии с различными минералами, органическими
кислотами и модифицирующими добавками, оценить возможность
регулирования кинетики гелеобразования и прочности структуры гелей,
формирующихся с их участием.
-
Исследовать модифицирующие добавки с целью получения комбинированных водорастворимых силикатных реагентов широкого технологического спектра действия, максимально используя при этом отходы промышленных производств, заменяющих дорогостоящие и дефицитные компоненты.
-
Исследовать влияние разработанных реагентов на основные технологические свойства буровых растворов, изучит их разжижающее, пластифицирующее, ингибирующее действие, смазочные свойства.
-
Организоватьь централизованное производство опытных партий разработанных реагентов для промысловых испытаний, провести их промысловые испытания.
Научная новизна: 1. Экспериментально установлено, что наиболее
эффективными структурообразующими компонентами безглинистых буровых растворов на основе жидкого стекла являются продукты конденсации силихат-ионов с борной кислотой, или борсиликагные гели.
2. Созданы комбинированные водорастворимые силикатные реагенты многофункционального действия на основе борсиликатного геля.
3. Докапана возможность регулирования кинетики гелеобразовапия, прочностных характеристик борсиликатпьіх гелеіі за смет применения модифицирующих добавок и, в частности, натриевых солей фосфора и бора. Практическая деппость работы:
- Подобраны и апробированы на практике эффективные рецептуры
комбинированных водорастворимых силикатных реагентов, добавок и
концентратов для приготовления и обработки буровых растворов.
Разработана технология промышленного производства модифицированного силикатного реагента (жидкого стекла) с улучшенными адгезионными свойствами.
Организовано централизованное производство опытных партий комбинированных водорастворимых силикатных реагентов я поставки их в буровые производственные предприятия.
Установлена область рационального применения разработайте: реагентов.
Реализация работы в промышленности: В период 1989-1994 годов прошли промысловые испытания и внедрены опытные партии комбинированных силикатных реагентов многофункционального действия в количестве более 1 тыс. т. Пробурено более 100 скважин з различных регионах России, в частности, в Тюменской области, Республике Коми, Оренбургсколй, Мурманской, Иркутской, Сахалинской, Рязансхой, Московской областях, Красноярском и Краснодарском краях, в Республике Саха-Якутия, Чечне. Апробапия работы. Основные положения диссертационной работы доложены на совещаниях по распространению передового опыта и на научно-технических
- 4 -Советах в ГГП Ухтанефтегазгеплогия (Ухта, 1989-1990 гг.), Енисеґшефтеплгеолопія (Красноярск, 1989 г.), Лпрелевском отделении ВНИГНИ (1990 г.), па семинаре «Золь-гель процессы получения неорганических материалов» (Пермь, 1991 г.), на 4-м Международном симпозиуме по горной химии (Киев, октябрь 1992 г.).
Публикасии: Основное содержание диссертации изложено в 17 статьях. Объем работы: Диссертация состоит из введения, 5 разделов, основных выводов и рекомендаций, приложений. Она паписана на с, включает рис., табл., список использованной литературы из наименований. Приложения даны на с.
Автор выражает особую признательность и благодарность Коновалову Евгению Алексеевичу за помощь и содействие в подготовке ряда материалов диссертации.