Введение к работе
Актуальность темы, "Концепция Президента Туркменистана С.А. Ниязова о развитии нефтяной промышленности на период до 2020 г." определяет стратегию дальнейшего развития газовой отрасли Туркменистана. В этом основополагающем документе планируют довести добычу газа до 150 млрд м3. Перспективы развития экспорта газа связаны со строительством газопроводов: Туркменистан - Турция через Иран и далее на Европу; Туркменистан - Пакистан через Афганистан, далее на Индию.
В связи с этим приоритетное значение приобретают исследования, направленные на создание высококачественных промывочных жидкостей на основе недефицитных, доступных и дешевых материалов для бурения в осложненных условиях.
К наиболее серьезным осложнениям относится .потеря устойчивости стенок скважНны.
На многих месторождениях газа в Туркменистане (Шатлык, Совет-Абад, Уч-Ад:ки, Бяш-Кызыл, Яшлар и др.) основная часть разреза представлена неустойчивыми породами: глинами, аргиллитами, глинистыми сланцами, которые под влиянием промывочных жидкостей подвержены осыпям и обвалам.
Аварии и осложнения, связанные с неустойчивостью стенок скважин, вызывают значительные затраты времени на их ликвидацию, приводят . к дополнительным расходам материально-технических средств, снижают темпы бурения, разведки и разработки нефте- и газоносных структур, сдерживают освоение и ввод в -жсплуатацию многих скважин.
Доминирующим способом борьбы с этими осложнениями является ингибирование буровых растворов, оказывающих воздейст-вие на упрочнение горных пород.
Намеченное на ближайшие годы резкое увеличение объемов глу-
4 бокого бурения на нефть и газ при заметном отставании материально-технического обеспечения требует поиска, разработки и внедрения научно-обоснованных технологических решений и вовлечения в производственный процесс местного минерального сырья и промышленных отходов.
Поэтому весьма актуальна разработка новых, более совершенных ингибированных буровых растворов на основе местного сырья и отходов производств с одновременным решением экономических и экологических вопросов.
Цель и задачи лиссертаиионной работы. Целью настоящей работы является разработка новых прогрессивных ингибированных буровых растворов на основе промышленных отходов Туркменистана для повышения устойчивости горных пород.
В соответствии с поставленной целью предусматривалось решить следующие задачи:
- изучение физико-химических и коллоидно-химических
свойств глинистого сырья и промышленных отходов: фосфогипса,
гнпсокарбонато» и щелочных отходов нефтепереработки;
- разработка технологии получения гидрофобно-ингибирующих
добавок (ГИД) на основе щелочных отходов и минеральных солей;
выяснение роли фосфогипса, гипсокарбонатов и ГИД в повышении устойчивости глинистых пород;
изучение фильтрационно-технологических и реологических свойств новых ингибированных растворов в присутствии защитных коллоидов.
Научная новизна. Получены новые результаты о влиянии минералогического состава глин, промышленных отходов и типа защитных коллоидов на контактное взаимодействие частиц, структуру и устойчивость природных глинистых пород. Предложено объяснение механизма действия ингибирующих добавок на указанные свойства глинистых систем, связывающее замедление процесса набухания и рост
5 пластической прочности глин с химическим составом отходов (фосфогипса и гипсокарбонатов), типом защитных коллоидов, минералогическим составом и гидрофильностью пород.
Впервые показана принципиальная возможность изменения свойств щелочных отходов нефтепереработки, содержащих дизелыю-керосиновую фракцию и иафтенаты натрия, путем взаимодействия их с эпсомитом и сульфатом алюминия. Разработана принципиальная схема получения гидрофобно-иигибирующих добавок - (ГИД) на основе щелочных отходов.
Показано, что компонентный состав их представлен мылонафтами машия или алюминия и дизельным топливом. Установлены закономерности и механизм упрочняющего действия ГИД.
Впервые теоретически обоснованы и предложены новые ингибирующие (фосфоптсовые и гипсокарбонатные) и гидрофобные буровые растворы на основе промышленных отходов. Экспериментально подтверждена эффективность ингибирующего действия их при разбуривании толщ гипсов, ангидритов, натриевых глин, глинистых сланцев и аргиллитов в условиях повышенных температур и хлоркаль-циевой агрессии. Изучена связь физико-химических процессов, происходящих при контакте пород и фильтратов буровых растворов с их технологическими и реологическими параметрами.
Практическая ценность работы заключается в том, что показана целесообразность использования фосфогипса и гипсокарбонатов для получения ингибированных буровых растворов; щелочных отходов и сульфатов машия - для получения гидрофобных буровых растворов, оказывающих воздействие на упрочнение горных пород, что способствует укреплению стенок скважин и предотвращает аварии, осложнения повышает темпы бурения и освоения месторождений нефти и газа.
Потребность практики диктует необходимость утилизации фосфогипса, серных хвостов и щелочных отходоз .в бурении и позволяет избавить окружающую среду от вредного действия этих
промышленных отходов.
Основные положения и результаты исследовании подтверждены проведенными промышленными испытаниями ингибированных растворов на площадях: Совет-Абад (скв. 307, 328, 396, 324), Шатлык (скв. 528), Чартак (скв. 16), Самантепе (скв. 24), В. Уч-Аджи (скв. 19).
Апробация работы. По материалам исследовании сделаны доклады на научно-технической конференции: "Проблемы разработки газовых и газоконденсатных месторождений" (Москва, 1996 г.), на международной научно-практической конференции: "Проблемы нефте-газогеологической науки и перспективы развития топливно-энергетического комплекса Туркменистана" (Ашгабат, 1996 г.).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 15 работах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов и приложения. Она написана на 143 страницахб включает 28 рисунков, 32 таблицы, список использованной литературы - 100 наименовании.