Как при бурении скважины эффективно снизить поглощения бурового раствора
Решение: правильная смазочная добавка
При строительстве скважин проблема поглощений бурового раствора остается одной из самых острых, приводя к значительным затратам времени и средств на их ликвидацию. Важную роль в предупреждении этих осложнений играют смазочные добавки. Снижение трения и правильное формирование фильтрационной корки напрямую влияют на гидродинамическую обстановку и риск потери промывочной жидкости
Влияние на коэффициент трения до и после обработки
Ключевой показатель эффективности смазочной добавки — снижение коэффициента трения в паре «сталь-порода» или «сталь-фильтрационная корка». Лабораторные испытания наглядно демонстрируют, как меняются свойства бурового раствора при добавлении смазывающих компонентов.
Таблица 1. Сравнение параметров технологической жидкости с добавкой и без неё
| Параметр | Без добавки (исходный раствор) | С добавкой (концентрация 3%) | Эффект |
| Коэффициент трения (kГР) | 0,217 | 0,121 | Снижение на 44% |
| Пластическая вязкость, сПа | 26,4 | 24,6 | Практически не изменилась |
| Показатель фильтрации, см³/30 мин | 5,6 | 6,0 | В пределах погрешности |
Из представленных данных видно, что введение химических реагентов позволяет снизить коэффициент трения в два раза уже при концентрации 3-5% без ухудшения других технологических свойств жидкости. При этом реологические параметры остаются стабильными.
Механизм действия
Связь между смазочными свойствами и поглощениями не очевидна, но крайне значима:
- Снижение гидравлических сопротивлений. Смазочные добавки уменьшают трение при циркуляции раствора. Это позволяет снизить эквивалентную циркуляционную плотность (ЭЦП). Как следствие, снижается риск гидроразрыва слабых пород и, соответственно, катастрофических поглощений
- Улучшение качества фильтрационной корки. Смазка снижает липкость (адгезию) корки, делая ее более эластичной. Плотная и эластичная корка лучше перекрывает поры и микротрещины, уменьшая фильтрацию раствора в пласт.
- Профилактика прихватов. Прихваты часто являются следствием высокой адгезии корки. Обработка раствора снижает удельную адгезию на 20-30%, что уменьшает риск заклинивания колонны и остановок бурения, которые провоцируют ухудшение состояния ствола и поглощения.
Влияние смазочных добавок на адгезионные свойства
| Состав раствора | Коэффициент трения | Удельная адгезия, Н/см² |
| Без добавки | 0,298 | 0,274 |
| С добавкой | 0,224 | 0,217 |
| Снижение | На 25% | На 21% |
Практический случай: применение в осложненных условиях
На скважинах с высоким риском поглощений, например, при бурении зон с аномально низкими пластовыми давлениями, требуется комплексный подход. Снижение коэффициента трения позволяет бурить в узком окне плотностей, не превышая давление гидроразрыва.
Экологичные смазочные добавки на основе растительных масел демонстрируют высокую эффективность в пресных и минерализованных растворах, оставаясь стабильными до 160°C . Это делает их пригодными для глубокого бурения, где традиционные смазки теряют свои свойства. Применение таких реагентов позволяет не только снизить риски поглощений, но и сократить затраты на утилизацию отработки.
Примеры реагентов собственного производства
Выводы
Применение добавок - это не просто улучшение характеристик, а действенный инструмент для снижения риска поглощений. Как показывают исследования, введение даже 1-3% смазывающего реагента позволяет:
- Снизить коэффициент трения до 50%, уменьшая гидравлические сопротивления и ЭЦП
- Снизить удельную адгезию фильтрационной корки, предотвращая прихваты и способствуя стабильности ствола
- Сохранить основные реологические и фильтрационные параметры раствора на допустимом уровне
Часто задаваемые вопросы
-
- Пресных
- Минерализованных
- Соленасыщенных
- На водной основе
- И даже в высокотемпературных условиях
Выбор конкретного типа добавки зависит от минерализации и температуры в скважине
-
Удельная адгезия - это показатель липкости фильтрационной корки к металлической поверхности бурильной колонны. Высокая адгезия приводит к дифференциальным прихватам инструмента. Применение смазочных добавок снижает удельную адгезию на 21%, а коэффициент трения на 25%, что существенно уменьшает риск заклинивания колонны и связанных с ним осложнений
-
Первичное добавление рекомендуется проводить до входа в интервал с высоким риском прихватов или поглощений по технологии:
- Жидкие добавки вводятся непосредственно по циркуляционному циклу через приемные мерники насосов, равномерно распределяясь по объему раствора
- Порошковые добавки требуют предварительного перемешивания. Их лучше вводить через глиномешалку, например, в смеси с глинопорошком в соотношении 1:1, разбавляя водой до состояния пульпы
Рекомендуемый порядок: сначала вводят основной стабилизатор, перемешивают и только затем добавляют смазочный компонент.
-
- Хранить в крытых складских помещениях или под навесом, защищая от прямых солнечных лучей и попадания влаги
- Температура хранения: не выше 40°C
- Гарантийный срок: 12 месяцев со дня изготовления
- Класс опасности: 4 (малоопасные вещества)
- Температура самовоспламенения у них высокая (как правило от 270°C), что снижает пожароопасность .
Сертификаты
