Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка технологии стабилизации глинистых пород при строительстве скважин Катеев, Рустем Ирекович

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Катеев, Рустем Ирекович. Исследование и разработка технологии стабилизации глинистых пород при строительстве скважин : диссертация ... кандидата технических наук : 05.15.10.- Бугульма; Уфа, 1998.- 176 с.: ил. РГБ ОД, 61 99-5/268-1

Введение к работе

Актуальность. Опыт бурения и эксплуатации скважин на нефть и газ показывает, что одной из причин разрушения стенок ствола в процессе бурения, а также нарушения целостности крепи в процессе эксплуатации сісважин является гидрагациопная активность вскрытых бурением глинистых отложений. Высокая гидратациопная активность глин обусловливает ряд осложнений при строительстве скважин: сужение ствола, осыпи, обвалообразование и, как следствие, затяжка и прихват бурильного инструмента, ухудшение свойств бурового раствора, удорожание строительства, а при эксплуатации -разрушение крепи скважин с вытекающими отсюда последствиями.

Под воздействием воды или фильтрата бурового раствора глинистые породы в приствольной части скважины разрушаются. Разрушение глин может происходить и в процессе эксплуатации скважин, когда нагнетаемая вода через дефекты заколошюй крепи постоянно контактирует с породами разреза, а гидратированные глинистые породы создают неравномерную наружную нагрузку на обсадную колонну и нарушают целостность ее крепи. Работы по восстановлению крепи скважин, как показывает практика, не эффективны и экономически нецелесообразны. В начале 1980 годов в АО "Татнефть" при разработке залежей в пласте До кыновских отложений с повышенным значением давления на устье скважины были выявлены нарушения целостности эксплуатациотшых колонн нагнетательных скважин в виде смещения или смятия труб. Нарушения происходили в интервале залегания глинистых отложений и были связаны с закачиванием пресной воды при разработке залежей на северо-западных площадях Ромашкинского месторождения.

В настоящее время поведением глины в разрезе скважипы управляют путем применения в составе буровых растворов слециальных добавок. Однако, несмотря на применение различных технологий, химических реагентов, проблема разрушения глинистых пород в скважине не решена. Не обобщен

механизм происходящих процессов, не определен оптимальный класс реагентов для стабилизации глин и условия их применения.

Для стабилизации глины широкое распространение получили: углеводородные жидкости, полиакриламид, соли щелочных и щелочноземельных металлов. Однако применение первых - затруднено по экологическим соображениям, а при применении последних появляются затруднения в проведении в скважине геофизических исследований, другие же приводят к удорожанию работ по проводке скважин. Поэтому необходимо, используя знание механизма гидратации и набухания глины, изыскать оптимальные и экономически оправданные мероприятия, а также необходимые для этого химические реагенты.

Цель работы. Повышение устойчивости глинистых отложений при строительстве скважины

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

анализ промысловых данных по строительству и эксплуатации скважин

при наличии в их разрезе гидратационно активных глинистых отложений;

теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия составляющих в системе «глина - вода - химический реагент»;

исследование свойств глины и глинистых пород геолого-геофизическими, физико-химическими и физико-механическими методами анализа;

исследование процессов гидратации глин в водных растворах различных химических соединений;

промысловая апробация результатов исследований;

оценка экономической эффективности разработанных мероприятий.

Указанные задачи решались:

обобщением теоретических и экспериментальных исследований отечест
венных и зарубежных ученых в системе «глина - вода - химический реа
гент»;

» экспериментальными исследованиями набухания глинистых пород в различных средах; > путем промысловых испытаний и анализа их результата.

Чаучная новизна работы.

. На основании обобщения ранее выполненных исследований, а также проведенных теоретических и экспериментальных исследований уточнен механизм гидратации и набухания глины в воде. Уточнение механизма основано на учете последовательности действия электростатических, химических и дисперсионных сил. Действие дисперсионных сил, действующих между частинами глины, ослабляется при ее гидратации по донорно-акценторному механизму. Это усиливает действие электростатических сил и приводит к набуханию глин.

I. Исходя, из возможного изменения свойств воды в системе глина - вода показано, что предотвратить или значительно снизить ее набухание становится возможным при реиндуцировании действия: дисперсионных сил между глинистыми частицами. Разработаны требования к свойствам химических реагентов для подавления гидратациошюго разрушения глинистых пород приурочетгых к месторождениям Татарстана.

Основные защищаемые положения.

I. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по гидратации и набуханию глинистых пород.

I. Метод подбора реагентов для стабилизации глинистых отложений, включающий в себя их выбор по термодинамическим параметрам их гидратации.

!. Состав бурового раствора, обеспечивающего устойчивость ствола скважины при бурении в глинистых отложениях.

\. Технологическая жидкость, подавляющая разрушение глинистых пород в скважине.

Практическая ценность работы.

1. Определены требования к свойствам и составу реагентов для управления

процессом набухания глины в стволе скважины.

2. Разработаны и внедрены в практику строительства скважин: технологиче
ская жидкость подавляющие набухание глины путем установки ванн, а
также буровой раствор, обработанный четвертичным амином.

Реализация работы в промышленности.

  1. С использованием результатов исследований разработана рецептура бурового раствора, содержащего четвертичный амин для стабилизации глинистых пород в стволе скважины.

  2. С использованием бурового раствора содержащего четвертичный амин пробурены скважины в Елабужском УРБ АО «Татнефть». При этом время осложнений, по экспериментальным скважинам, сокращено в сравнении с базовыми в два раза.

  3. Разработаны и используются при строительстве скважин РД 39-0147585-136-96 и РД 39-0147585-158-97.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на заседаниях Ученого Совета института "ТатНИПИнефть" (1991,1992,1993 1998 гг.), на техсоветах АО "Татнефть" (1991,1992гг.), на семинарах в гг. Краснодаре, Киеве, Невшшомыске, Москве и Уфе.

Автор благодарит научного руководителя д. т. н., профессора, члена-корреспондента АН Татарстана Юсупова И.Г., научного консультанта к.т.н., докторанта УГНТУ Шарафугдинова 3.3., заведующего кафедрой бурения нефтегазовьк скважин УГНТУ, д. т. н., профессора, академика РАЕН и АН РБ Мавлютова М.Р., а также к. т. н. Рылова Н.И. и сотрудников отдела бурения института "ТатНИПИнефть" за помощь, оказанную при обсуждении результатов диссертационной работы.