header.png

Обществом инженеров нефтегазовой промышленности SPE в сотрудничестве в журналом «Инженерная практика» публикует обзоры материалов мероприятий SPE. Для обзоров были выбраны ключевые технические презентации, содержание которых может представлять интерес для российского читателя, включая такие темы, как подбор жидкостей для бурения и заканчивания скважин, наклонно-направленное бурение, измерения в процессе бурения, бурение с контролем давления, цементирование, утилизация отходов бурения, за авторством специалистов ведущих сервисных компаний и компаний-операторов. Полные тексты соответствующих материалов SPE вы можете найти в онлайн-библиотеке www.OnePetro.org.

Предлагаем Вам ознакомиться с кратким содержанием обзора публикации на тему:

ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ АКТИВАЦИИ ППФ И РАЗРУШЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОРКИ

Настоящая статья написана главным редактором журнала «Инженерная практика» Александром Долгопольским в качестве краткого обзора публикации IADC/SPE 167971 "One-Trip Chemistry Activates a Polymer and Cleans a Drilling Fluid Filter Cake at Once". Данная публикация была подготовлена Ramon Garza, Bairu Liu, Anil Sadana (Baker Hughes) для Конференции по бурению Международной ассоциации буровых подрядчиков и Общества инженеров нефтегазовой промышленности (IADC/SPE), проведенной 4–6 марта 2014 года в г. Форт-Уэрт, США. Публикация не рецензировалась. Прочитать абстракт на английском языке и скачать статью можно здесь.
Одним из наиболее распространенных способов защиты добывающей скважины от повышенного выноса мехпримесей на этапе заканчивания служит размещение гравийного фильтра в призабойной зоне. Однако гравийные фильтры на практике обладают рядом эксплуатационных недостатков, и представленная авторами работа посвящена фактически альтернативному способу заканчивания, основанному на применении так называемых полимеров с памятью формы (ППФ, shape memory polymers).
Относящиеся к классу ППФ материалы также называют «умными» полимерами, отличительное свойство которых состоит в том, что под воздействием температуры или других активаторов изделия на их основе восстанавливают первоначальную форму. Это свойство можно использовать для крепления стенок скважины в продуктивном интервале, если при этом обеспечить достаточную проницаемость и устойчивость материала в забойных условиях.
Как подчеркивают авторы, на практике можно, первоначально придав полимерному фильтру форму с внешним диаметром, слегка превышающим внутренний диаметр ствола, затем уменьшить ее размер в четыре раза для беспрепятственного прохождения до забоя. Восстановив первоначальную форму, конструкция из ППФ будет плотно заполнять пространство и оказывать давление на стенки скважины, тем самым укрепляя их и предотвращая вынос песка из призабойной зоны пласта (ПЗП). В то же время главная технологическая задача состоит в том, чтобы обеспечить нагрев ППФ до температуры, близкой к температуре его стеклования (Tст), или же временно понизить этот порог, не повредив ПЗП.
В этой связи авторы рассказывают о лабораторных испытаниях жидкости с присадками WOT-5M-KC92 и WOT-3E-KC92, которые одновременно понижают Tст ППФ на 60°С до значения забойной температуры и инициируют разрушение фильтрационной корки по завершении восстановления слоем полимера своей первоначальной формы. Время разрушения корки (прорыва жидкости) регулируется pH и концентрацией присадки WOT-3E-KC92. Такое воздействие должно предотвращать как возможное поглощение рабочей жидкости, так и преждевременный приток пластовой жидкости в скважину.
Рис. 1.1. Испытания образца из ППФ на расширение1a.IP09-2014_SPE_OnePetro.jpg

На первом этапе испытаний образцы слоя ППФ поместили в емкости, заполненные жидкостями с присадками. Емкости расположили в водяных банях, температура среды в которых превышала условную забойную на два градуса. Для измерения скорости и интенсивности расширения слоя ППФ в центральной точке верхней поверхности образцов закрепили стержни потенциометров (рис. 1.1).

Таким образом измерялось время восстановления слоем ППФ своей первоначальной формы вплоть до достижения номинального внутреннего диаметра ствола. Параллельно по расходу жидкости и времени «прорыва» определялось время, отсроченного разрушения фильтрационной корки.
Задача следующего этапа испытаний заключалась в измерении динамики проницаемости системы, сформированной из керамического диска в качестве модели породы, фильтрационной корки и образца ППФ. Испытания проводились при забойной температуре и давлении с использованием бурового раствора и минерального масла (рис. 1.2).

В качестве первоначальной проницаемости принималась проницаемость образца из керамического диска и слоя ППФ. Диск был предварительно смочен в 3%-ном растворе хлорида калия, а слой ППФ — в жидкости с присадками. Далее проводился замер конечной проницаемости до разрушения фильтрационной корки после восстановления формы слоя ППФ, а также остаточной проницаемости — после разрушения корки жидкостью. Результат этой части испытаний считался бы положительным, если бы остаточная проницаемость составила не менее 80% от начальной.

Рис. 1.2. Испытания на проницаемость
1b.IP09-2014_SPE_OnePetro.jpg1c. IP09-2014_SPE_OnePetro.jpg1d. IP09-2014_SPE_OnePetro.jpg
1e.IP09-2014_SPE_OnePetro.jpg
Таблица 1.1.
Результаты исследования проницаемости
Жидкость
Температура,
°С (°F)
Время расширения до
номинального
диаметра 215,9 мм
(8,5"), ч
Время воздействия, ч Остаточная
проницаемость, %
WOT-5M-KC92 43 (110) 17 30 100
WOT-3E-KC92 60 (140) 14 16 100
Как показывают результаты испытаний (табл. 1.1, рис. 1.3), обе модификации жидкости успешно решили задачу: ППФ расширился до заданного диаметра и продолжил оказывать давление на стенки модели ствола; разрушение фильтрационной корки в обоих случаях произошло уже после расширения ППФ; остаточная проницаемость оказалась не ниже начального значения. Таким образом, лабораторные испытания можно признать успешными. По нашим данным, внутрискважинные инструменты с использованием ППФ в настоящее время проходят опытно-промысловые испытания.
Рис. 1.3. Результаты исследования восстановления формы образцом ППФ и разрушения фильтрационной корки под воздействием жидкости

1.------.png