Нефть против нефти: зачем в бурении используют углеводородные растворы

Бурение скважины — сложнейший технологический процесс, в котором ключевую роль играет буровой раствор. Его часто называют «кровью» бурения. Когда традиционные растворы на водной основе бессильны, на помощь приходит высокотехнологичное и мощное решение — буровые растворы на углеводородной основе. Они представляют собой специальную эмульсию, где основной средой является не вода, а нефтепродукт. С ее помощью можно решать задачи, которые раньше казались невыполнимыми.

Что такое буровой раствор на углеводородной основе (РУО)

Буровой раствор на углеводородной основе — сложная многокомпонентная эмульсия типа «масло в воде» или «вода в масле». В ней используется углеводородная жидкость — например, дизельное топливо или специальная минерализованная нефть. Проще говоря, это продукт, в котором мельчайшие капельки водного раствора солей диспергированы (распределены) в масляной среде. Благодаря такому строению РУО принципиально отличается от своих водных аналогов. Его главная задача — создать идеальные условия для бурения в самых сложных и проблемных геологических условиях, где другие растворы не справляются и могут привести к аварии или потере скважины.

Состав РУО

Такой раствор является продуктом высоких технологий, у него сложный рецепт. В базовый состав входит несколько ключевых компонентов. Основой служит углеводородная жидкость — это может быть дизельное топливо, малосернистая нефть или, что более современно и экологично, специально очищенные минеральные масла — например, парафиновые или нафтеновые.

Вторая обязательная составляющая — водная фаза, которая представляет собой высококонцентрированный раствор хлорида кальция или других солей. Его функция — уравнять осмотическое давление между раствором и пластовой жидкостью, предотвращая ее проникновение. Для стабилизации этой смеси и создания прочной эмульсии используются эмульгаторы и органические глины — в частности, бентонит, активированный специальными реагентами.

Также в состав вводятся различные добавки и присадки: для контроля плотности, регуляторы реологических свойств, фильтрорегуляторы, загустители, смазывающие добавки для буровых растворов.

Где применяются такие растворы

Эти растворы применяются точечно для решения конкретных сложных задач. Их основная сфера использования — бурение наиболее сложных отрезков скважин. В частности, они необходимы, когда нужно бурить через неустойчивые, склонные к обрушению глинистые породы и сланцы, которые при контакте с водой набухают и деформируются, зажимая инструмент.

Еще они незаменимы при вскрытии продуктивных пластов с низким давлением гидроразрыва, где необходимо минимизировать любое вредное воздействие на коллектор. Также их используют:

• для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин большой протяженности, где критически важны смазывающие свойства раствора;
• в регионах с вечномерзлыми породами, где водные растворы могут вызвать их протаивание и сделать нестабильными.

Основные свойства и характеристики

Качество и эффективность РУО определяются комплексом свойств, которые тщательно контролируются инженерами. Это:

• стабильность эмульсии — способность системы не расслаиваться в широком диапазоне температур и при сильных механических воздействиях;
• реологические свойства — вязкость и прочность гелевой структуры — определяющие способность раствора выносить шлам на поверхность и удерживать его при остановках;
• фильтрационные свойства — способность образовывать на стенках скважины тонкую и прочную корку (фильтрат), которая предотвращает проникновение жидкости в породу и стабилизирует ствол;
• плотность — контролируется с помощью добавок-утяжелителей и должна быть достаточной для создания противодавления на пласт, предотвращая выбросы;
• смазывающая способность — высокий коэффициент смазки, который снижает трение между бурильной колонной и стенками скважины, особенно в наклонных участках;
• ингибирующая способность — свойство подавлять гидратацию и набухание глинистых пород, так как углеводородная фаза не смачивает их.

Преимущества и недостатки

Применение буровых растворов на углеводородной основе связано с рядом серьезных плюсов, которые оправдывают их использование в сложных условиях. Наиболее важные преимущества:

• высокая ингибирующая способность, предотвращающая набухание глин и обрушение стенок скважины;
• отличные смазывающие свойства, значительно снижающие риск прихвата бурильной колонны и крутящий момент;
• стабильность свойств в широком диапазоне температур;
• защита продуктивного пласта от повреждений благодаря минимальному фильтрату и химической инертности;
• универсальность, позволяющая бурить скважины в сложных пластах.

Однако есть и недостатки, которые ограничивают применение таких растворов. К ним относятся:

• высокая стоимость по сравнению с водными растворами;
• сложность в приготовлении, контроле и утилизации;
• потенциальное негативное воздействие на окружающую среду при разливах;
• необходимость специального оборудования для приготовления и очистки;
• требования к повышенным мерам безопасности при работе из-за горючести и испарений.

Когда необходим раствор на углеводородной основе

Ключевые преимущества растворов на углеводородной основе раскрываются в полной мере в конкретных, часто критических ситуациях. Они необходимы, когда при бурении с обычным раствором возникают непреодолимые осложнения: постоянное обрушение стенок ствола, затяжки и прихваты бурильного инструмента, высокий крутящий момент. Такие растворы становятся единственным вариантом для вскрытия низкопроницаемых коллекторов, где любое загрязнение породы водой или химическими реагентами может нанести непоправимый ущерб и сделать добычу нерентабельной. Таким образом, РУО применяются для решения самых сложных задач, они позволяют пробурить скважину там, где иначе это было бы невозможно.

О производстве

Производство современных буровых растворов на углеводородной основе — высокотехнологичный процесс, требующий глубоких знаний химии и нефтегазовой инженерии. Он начинается с выбора и подготовки высокоочищенной базовой жидкости. Далее на специальных установках-миксеров при строгом контроле температуры и скорости смешивания в определенной последовательности вводятся все компоненты: солевой раствор, эмульгаторы, загустители и утяжелитель.

Каждая партия тестируется в лабораторных условиях на соответствие десяткам параметров. Производство нередко осуществляется на месте бурения или на близлежащих базовых складах, чтобы можно было оперативно поставлять раствор на буровую установку, пока он не утратил свои эксплуатационные свойства.

Как заказать

Буровой раствор на углеводородной основе незаменим для освоения сложнейших месторождений. Он дает возможность безопасно и экономически целесообразно бурить там, где другие технологии бессильны.

«Первая уральская химическая компания» предоставляет возможность заказать буровые растворы на углеводородной основе по выгодной цене. Возможна фасовка в еврокубы, бочки, цистерны. Обратитесь к нашим менеджерам — они уточнят стоимость, ответят на вопросы о сроках отгрузки и доставки, расскажут о самовывозе и помогут оформить заказ.