ПОВЫШЕНИЕ СМАЗОЧНЫХ СВОЙСТВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ ПРИ БУРЕНИИ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ОКОНЧАНИЕМ

УДК 622.24 Сафиуллин Линар Аглямович студент 2 курса магистратуры, Нефтегазовое дело Тюменский индустриальный университет, Россия, г. Тюмень e-mail: Linar26130@yandex.ru Научный руководитель: Семененко А.Ф., ассистент, Тюменский индустриальный университет, Россия, г. Тюмень ПОВЫШЕНИЕ СМАЗОЧНЫХ СВОЙСТВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ ПРИ БУРЕНИИ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ОКОНЧАНИЕМ Аннотация: Статья посвящена изучению повышения эффективности бурения путем снижения прихватоопасности бурильных труб при бурении скважин с большими отходами от вертикали за счет снижения коэффициента трения бурильной колонны о стенки промежуточной обсадной колонны или ствола скважины путем повышения смазочных свойств буровых растворов. Ключевые слова: бурение скважин, прихватоопасность бурильных труб, смазочные добавки, дифференциальный прихват, буровой раствор. Safiullin Linar Aglyamovich 2nd year master student, Oil and gas business Tyumen Industrial University, Russia, Tyumen Scientific adviser: Semenenko A.F., assistant, Tyumen Industrial University, Russia, Tyumen INCREASING LUBRICATING PROPERTIES OF DRILLING FLUIDS WHEN DRILLING INCLINED DIRECTIONAL WELLS WITH HORIZONTAL ENDING Abstract: The article is devoted to the study of increasing the efficiency of drilling by reducing the stickiness of drill pipes when drilling ERD wells by reducing 1 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 11/2020 http://tribune-scientists.ru  the friction coefficient of the drill string against the walls of the intermediate casing or borehole by increasing the lubricating properties of drilling fluids. Key words: well drilling, sticking hazard of drill pipes, lubricating additives, differential sticking, drilling mud. В нефтедобывающих регионах России широкое применение получило бурение наклоннонаправленных скважин с горизонтальным окончанием. Это связано с тем, что данный вид бурения является наиболее перспективным методом интенсификации добычи нефти и достижения полноты извлечения её из недр земли, особенно для месторождений со сложным строением, а также для месторождений, находящихся на поздней стадии разработки. Основные теоретические положения и практика применения технологии горизонтального бурения в разработке нефтяных месторождений освещены в трудах следующих исследователей: A.M. Григоряна, P.P. Ибатуллина, D.K. Babu, R.M. Butler, M.J. Economides, C.A. Ehlig-Economides, K.M. Giger, P.A. Goode, S.D. Joshi, F.J. Kuchuk, G.J. Lichtenberger, A.S. Odeh, R. Raghavan, R. Suprunowicz, R.K. Thambynaygam и многих других. Имеющийся на сегодняшний день большой отечественный и зарубежный опыт позволяет применять бурение скважин с горизонтальными окончаниями на месторождениях со степенью выработанности запасов на 75-80%, с тупиковыми, периферийными и застойными зонами, а также в местах, где ограничена возможность ведения буровых работ, при этом дебиты нефти в несколько раз выше дебитов вертикальных скважин. Опыт бурения горизонтальных стволов показывает, что одной из основных причин, приводящих к низким технико-экономическим показателям, являются затяжки, посадки и зависания бурильной колонны на стенках скважины, вызванные прихватом скважинного инструмента, колонны труб и другого технологического оборудования. Среди влияющих факторов можно выделить значительную силу трения бурильной колонны о стенки промежуточной обсадной колонны или ствола скважины. 2 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 11/2020 http://tribune-scientists.ru Главные мероприятия по предупреждению прихватов при строительстве скважин с горизонтальным окончанием сводятся к регулированию гидростатического давления буровых растворов и к управлению динамикой бурильного инструмента и др. Вопросами динамики низа бурильной колонны занимались такие исследователи как В. В. Симонов, P. M. Эйгелес и др. Из зарубежных исследователей наиболее известными являются Г. Вудс, Ф. Дейли и др. Одним из направлений снижения затрат энергии при спускоподъемных операциях, предупреждения затяжек и прихватов бурильных колонн и приборов в скважинах является повышение смазочных свойств буровых растворов. Зарубежный и отечественный опыт показывает, что применение промывочных жидкостей с улучшенными антифрикционными (противоприхватными) свойствами оказывает положительное влияние на работоспособность породоразрушающих инструментов, следовательно, влияет на технико-экономические показатели бурения. Результаты проведенного анализа применения смазочных добавок в России и за рубежом сводятся к следующему. Одной из распространенных смазочных добавок для снижения прихватоопасности является нефть. Установлено, что ввод 5...10% в необработанный буровой раствор уменьшает силу трения между металлической поверхностью и глинистой коркой на 20...30%, что ведет к уменьшению возникновения вероятности дифференциального прихвата. Имеется опыт использования для улучшения смазочных свойств бурового раствора и снижения прихватоопасности в процессе бурения скважин поверхностно-активных веществ (ПАВ). Добавление ПАВ в буровой раствор в количестве 0,01...0,03% позволяет снизить коэффициент трения между металлом и фильтрационной коркой на 15%. Были разработаны составы смазочных добавок для улучшения противоприхватных свойств полимерглинистого раствора, в котором были применены многофункциональные присадки ИНХП-21 и ВНИИНП-360. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 11/2020 http://tribune-scientists.ru 3 Эффективность применения смазочных добавок сравнивалась с остатками синтетических жирных кислот (ОСЖК), рыбожировой смазкой (РЖС) и графитом. Были получены следующие результаты снижения коэффициента трения для: ОСЖК - до 50%, РЖС – до 40%, графита – до 25%. Содержание смазочной добавки РЖС 0,3...1,0% об. обеспечивает снижение коэффициента трения на 30...50% по сравнению с исходным глинистым раствором, что соот- ветствует значениям коэффициента трения при содержании в растворе 5...17% об. нефти. По результатам исследований и применение СМАД-1 в буровом растворе позволяет увеличить проходку на долото на 25…40%, повысить механическую скорость бурения на 20...25%, сократить количество прихватов и затраты времени на их ликвидацию. При введении смазочной добавки СПРИНТ, разработанной во ВНИИКРнефть, в буровой раствор в количестве 0,3...0,5% об. достигается снижение коэффициента трения на 50...60%. На сегодняшний день известны также следующие смазочные добавки: легкое талловое масло (ЛТМ), гудроны соапстока растительных или животных жиров, а также их смеси (СГ), растительное масло борносиликатное (РАМБС), смазочная добавка экологически безвредная (СДЭБ) и др. Применение вышеперечисленных смазочных добавок ограничено в связи с требованиями экологической безопасности. За рубежом наиболее известными являются добавки серии Radeageen бельгийской фирмы «Олеон» - EBL, EME- Sweet, EME salt, Dreel Free, K-LUBE и др. Например, добавка Dreel Free в количестве 0,5% об. в глинистый раствор плотностью 1150 кг/м3 позволяет снизить коэффициент трения до 40%. Для повышения смазочных и противоприхватных свойств фильтрационной корки в буровых растворах, как за рубежом, так и в России, используется также малотоксичный американский реагент LUBE-167 фирмы M-I DRILLING FLUIDS. Использование реагента LUBE-167 в качестве смазочной добавки к буровым растворам позволяет уменьшить опасность возникновения прихватов до 40%. 4 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 11/2020 http://tribune-scientists.ru Смазочные добавки импортного производства, как правило, удовлетворяют требованиям технологии бурения скважин, но из-за высокой стоимости их применение на территории России ограничено. На основании обобщения применяемых методов снижения коэффициента трения бурильной колонны о стенки скважины автором предложена их классификация. Химические методы базируются на применении промывочных жидкостей с улучшенными противоприхватными свойствами, достигаемыми вводом в них смазочных добавок. К механическим методам относятся технические устройства, включаемые в компоновку низа бурильной колонны: осцилляторы, вибродемпферы, вибраторы, яссы и т. д. Яссы способствуют безаварийной проходке скважин, ликвидации возникающих прихватов, но из-за высокой стоимости они широкого применения в условиях России не нашли. Центраторы служат для уменьшения прогиба бурильной колонны, площади соприкосновения со стенками скважины и т. д. Но они ориентированы на достаточно протяжённые участки бурильных колонн, а места локальных концентраций напряжений, приводящих к прихватоопасности бурильных труб, остаются незащищёнными. Поэтому необходимы дальнейшие разработки технических устройств с продольными перемещениями для устранения трения и снижения прихватоопасности на проблемных участках. Предлагаемая классификация позволяет научно обосновать и выбирать метод для снижения силы трения бурильной колонны о стенки скважины в процессе бурения вертикальных, наклонно-направленных скважин, а также скважин с горизонтальными окончаниями для снижения прихватоопасности бурильных труб. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 11/2020 http://tribune-scientists.ru 5