Сероводородостойкие буровые растворы

При бурении в условиях сероводородной агрессии роль бурового раствора особенно велика. От состава и свойств раствора в значительной степени зависит безопасность и безаварийность ведения буровых работ.

Основные требования к раствору в этих условиях следующие:

- Высокая поглотительная способность бурового раствора по серово­дороду без существенного изменения его свойств (1000-1500 мг/л поглощенного H₂S).

- Полное связывание сероводорода до потенциально неопасных со­единений в процессе движения раствора с забоя до поверхности с целью обеспечения безопасности персонала и охраны окружающей среды.

- Предупреждение сульфидного растрескивания бурильных и обсад­ных труб.

Основные принципы построения сероводородостойких систем, отве­чающих указанным требованиям, сводятся к следующему.

- Наличие в растворе надежного реагента-нeйтрализатора сероводо­рода (например ЖС-7) в требуемом количестве.

- Высокая величина рН раствора (11,5-12,5) для превращения серово­дорода в различные сульфиды в момент его поступления из пласта в скважину.

- Низкое содержание или отсутствие в растворе глинистой фазы, при взаимодействии которой с сероводородом, происходят наибольшие

изменения свойств, особенно в растворах на водной основе.

- Наличие в растворе ингибитора сероводородной коррозии. Это не­обходимо для защиты труб от взаимодействия сероводорода.

5.15. Ингибируюший сероводородостойкий буровой раствор на

водной основе

Состав раствора, кг/м³

ХВ-Полимер 3-4

Na₂СО₃ 1

NaOH 2-4

КС1 50

ЭКОПАК-R 2-4

ЭКОПАК-SL 6-8

ИКДЕФОМ 0,3

ИКЛИГ-2 20 - 30

ИКМАК 10

ЖС-7* 5-100

Барит до требуемой плотности

ИККОР-S 1

ИКЛУБ 5

* концентрация реагента-нейтрализатора ЖС-7 в растворе рассчитывается по нижеследующей диаграмме (на рис 5.2)

Свойства раствора

Плотность, г/см³ 1,05- до требуемой

Условная вязкость, сек 25-50

Пластическая вязкость, сПз 10-30

ДНС.дПа 60-120

СНС_0/10,дПа 20-50/40-80

Водоотдача, см³/30мин (API) 4-6

рН 11,5- 2?

Рис. 5.2-Номограмма для определения величины добавки ней­трализатора сероводорода ЖС-7

Номограмма построена с учетом максимальной допустимой газонасыщенности бурового раствора (0,6), предельно допустимой концентрации (ПДК) сероводорода в атмосфере над поверхностью раствора (10 мг/м³) и поглотительной способности реагента (0,2 мг/м….?)

Исходные данные для расчета концентрации ЖС-7:

D - диаметр скважины, м; d - наружный диаметр бурильных труб. м; F_к - площадь поперечного сечения кольцевого затрубного проcтранства скважины, м²;

Н - глубина залегания сероводородсодержащего пласта, м; С_Н2S - объ­емная концентрация сероводорода в пластовом флюиде, %; Q - подача насосов, л/с.

Пример. Дано: F_к = 0,022 м², Н=3700 м, Q=16 л/с, С_Н2S = 20%. От точки па оси F_к = 0,022 проводим прямую, перпендикулярную к оси F_к до пересечения с прямой Н=3700, далее от точки пересечения прово­дим прямую, параллельную оси F_к, до пересечения ее с линией Q=18 л/с и затем параллельно оси Ср до пересечения с кривой С_Н2S = 20%. От этой точки, проводя прямую, параллельную оси F_к, на пересечении ее с осью Ср находим требуемое количество ЖС-7.

Назначение реагентов

ХВ-Полимер - структурообразователь

ЭКОПАК-R - регулятор вязкости и водоотдачи

ЭКОПАК-SL -регулятор водоотдачи

ИКЛИГ-2 - поликонденсированный лигносульфонат, регулятор водо­отдачи,

разжижитель

КСl - ингибитор глин

ИКМАК - сульфированный асфальт, ингибитор глин, эмульгатор, сма­зывающая

добавка

ЖС-7 - реагент-нейтрализатор сероводорода на основе окислов желе­за

ИККОР-S - ингибитор сероводородной коррозии

ИКДЕФОМ - пеногаситель

ИКЛУБ - смазывающая добавка.

Технология приготовления

В воду затворения вводятся кальцинированная и каустическая соды и ХВ-полимер. Затем добавляются остальные реагенты в порядке, указанном в п. «Состав раствора». Темп ввода полимеров -10 минут/мешок.

5.16. Сероводородостойкий буровой раствор на углеводородной основе

Известно, что растворы этого типа отличаются высокой устойчивостью в условиях сероводородной агрессии. Это обусловлено тем, что компоненты РУО мало чувствительны к сероводороду. Растворы на нефтяной основе со­держат большое количество свободной извести, которая быстро связывает сероводород в сульфид кальция. Растворимость сероводорода в РУО в не­сколько раз выше по сравнению с раствором на водной основе, поэтому ре­акции нейтрализации сероводорода и неустойчивых сульфидов (Na, С а..,) в углеводородной среде идут быстрее.

Так, гидрофобная эмульсия, содержащая 50кг/м³ реагента-нейтрализатора ЖС-7, поглощает 8-10 объемов сероводорода без изменения свойств.

Ниже приведены состав и свойства такого раствора.

Состав термостойкого раствора на углеводородной основе ИКИНВЕРТ-Т, кг/м³

Углеводородная фаза 400 - 700

Водная фаза 300-600

СаСl₂. 50-200

Известь 20

ИКМУЛ 30-40

ИКСОРФ 5-15

ИКТОН 5-10

ИКФЛЮИД 6-10

ЖС-7 5-100, см. диаграмму

Поиск по сайту: