Удосконалення фізико-хімічних методів збереження стійкості стінок свердловин в процесі буріння - Автореферат

ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І ГАЗУУдосконалення фізико-хімічних методів збереження стійкості стінок свердловин в процесі буріння. Розроблено ентропоосмотичну модель руйнування стінок свердловин, яка полягає у тому, що вода у системі буровий розчин - привибійна зона свердловини внаслідок самодовільного руху проти градієнту своєї структурної організованості надходить у пори і тріщини гірських порід, утворює високоорганізовані структури в яких нагромаджується механічна енергія. Коли напруження перевищують дорівнюють межі міцності гірських порід, відбувається руйнування стінок свердловин.Серед багатьох причин, які викликають руйнування стінок свердловин, чільне місце посідають ті, які зумовлені фізико - хімічною взаємодією бурових розчинів з гірськими породами. Внаслідок цього інженери з бурових розчинів відчувають труднощі під час вибору рецептури і засобів впливу на фізико - хімічні процеси в системі “буровий розчин - привибійна зона свердловини” (БР - ПЗС). Обєктом дослідження даної роботи є фізико-хімічні процеси в системі БР-ПЗС, які викликають руйнування стінок свердловини. Запропонована і обгрунтована ентропоосмотична модель руйнування стінок свердловин, суть якої полягає у здатності рідин у системі БР-ПЗС самодовільно рухатись проти градієнта своєї структурної організованості (СО) у пори і тріщини гірських порід, викликаючи нагромадження механічних напружень і руйнування стінок. Практичне значення одержаних результатів полягає у створенні принципів вибору рецептур бурових розчинів з рівнем інгібуючих властивостей, який забезпечує стійкість стінок свердловин.На підставі того, що ентропоосмос виконує роль узагальненого фізико - хімічного явища в системі буровий розчин - привибійна зона свердловини, розроблено ентропоосмотичну модель руйнування стінок свердловин, яка включає наступні положення: вода в системі буровий розчин - привибійна зона свердловини рухається в пори і тріщини гірських порід, де рівень структурної організованості є вищий; На основі проведених лабораторних досліджень встановлено, що параметр діелектричної проникності водних розчинів добре корелює з їх осмотичними тисками і може застосовуватись для визначення рівнів структурної організованості у системі буровий розчин - привибійна зона свердловини і складання рецептур високоінгібуючих бурових розчинів. Запропоновані несуперечливі пояснення механізмів інгібуючої дії гідроксида кальцію та хлористого калію: молекули і колоїдні частинки гідроксида кальцію утворюють з алюмінатами та силікатами гірських порід вяжучу речовину, яка заповнює пори та тріщини і закріплює стінки свердловини; В результаті впровадження вапняного бурового розчину виявлено: - вапняний буровий розчин можна охарактеризувати як систему для буріння, коли в одному розрізі зустрічаються несумісні пласти - теригенні, хемогенні, з аномально низькими пластовими тисками, чутливі до водного середовища; В результаті впровадження гуматноакрилокалієвого бурового розчину виявлено, що у порівнянні з базовим хлоркалієвим буровим розчином зростає стійкість стінок свердловин і зменшуються витрати на хімічну обробку бурових розчинів, а рецептура бурового розчину може включати хімічні реагенти тільки вітчизняного виробництва і призначена для широкого застосування на родовищах ДДЗ.