Исследование биополимерных буровых растворов на основе высокоминерализованных пластовых вод Восточной Сибири

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью полезного использования попутно добываемых с нефтью пластовых вод в качестве основы для приготовления минерализованных соленасыщенных буровых растворов при бурении на месторождениях Восточной Сибири. Цель: исследовать и предложить полимерные системы буровых растворов на основе пластовых вод Восточной Сибири. Объекты: пластовая вода Даниловского и Ичединского нефтегазоконденсатных месторождений, рецептуры и компоненты современных систем полимерных буровых растворов. Методы: инструментальные методы определения параметров буровых растворов по ГОСТ 33213-2014 и РД 39-00147001-773-2004 (фильтрационные и реологические свойства); описание образцов, сравнение характеристик с растворами-аналогами. Результаты. Изучены и описаны физико-химические характеристики пластовых вод; приготовлены полимерные системы буровых растворов на основе чистой и разбавленной пластовой вод; проведены сравнительные исследования приготовленных растворов с растворами, применяющимися в настоящее время при строительстве скважин в Восточной Сибири; представлена описательная характеристика растворов и выдвинуты теории по взаимодействию используемых реагентов с пластовой водой. Установлено, что за счет высокого содержания хлоридов кальция и магния в пластовой воде процесс растворения полимерных реагентов может приостанавливаться, что приводит к полной потере всех вязкостных, фильтрационных и реологических свойств буровых растворов; содержание в пластовой воде в достаточном количестве магния (≥10 г/л) гарантирует получение гидрогель-магниевых буровых растворов; применение попутных пластовых вод позволит снизить материальные и временные затраты, связанные с насыщением раствора на поверхности, одновременно предупредить кавернообразование и в значительной степени предотвратить растворимость соленосных пород.

The relevance of the research is caused by the need for the beneficial use of formation water, produced simultaneously with oil, as the basis for preparing highly mineralized drilling fluids when drilling in fields in Eastern Siberia. The main aim of the research is to study and propose polymer systems of drilling fluids based on formation waters of Eastern Siberia. Objects: formation water of the Danilovskoe and Ichedinskoe oil and gas condensate fields, formulations and components of modern polymer drilling fluid systems. Methods: instrumental methods for determining drilling muds parameters according to State Standard 33213-2014 and guidance document RD 39-00147001-773-2004 (filtration and rheological properties); description of samples, comparison of characteristics with similar solutions. Results. The authors have studied and described the physicochemical characteristics of formation water; prepared polymer systems of drilling fluids based on pure and diluted formation water; carried out comparative studies of the prepared solutions with the solutions currently used in the construction of wells in Eastern Siberia. Descriptive characteristics of drilling solutions and theories on the interaction of the used reagents with formation water are presented. It was found that due to the high content of calcium and magnesium chlorides in the formation water, the process of dissolving polymer reagents can be suspended, which leads to a complete loss of all the viscosity, filtration and rheological properties of drilling fluids; a sufficient amount of magnesium in the produced water (≥10 g/l) ensures that hydrogelmagnesium drilling fluids obtaining; the use of associated formation water will reduce material and time costs associated with saturation of the solution on the surface, at the same time prevent cavern formation and to a large extent prevent the solubility of saline rocks.