CC BY
1
Остаточное давление(кПа) 0,15 - 0,2
Температура нефти 340 - 360°
Температура низа 330 - 340°
Температура верха 120 - 140°
Исследована автоматизация ректификационной колонны К-2 атмосферного блока установки ЭЛОУ АВТ 2. Была составлена принципиальная схема в ректификационной колонны К-2 с использованием программного обеспечения Microsoft Visio. Была составлена схема автоматизации ректификационной колонны К-2 атмосферного блока. Для обеспечения качественной работы данной автоматической системы регулирования был реализован синтез САР и так же были использованы современные электронные технические средства. Учитывались полученные данные, и на основе этой информации была разработана математическая модель, отражающая качество полученного продукта для рассматриваемого объекта. Разработанная математическая модель была исследована, было построено уравнение линейной регрессии, найдены коэффициент и критерий Фишера, прочие качественные показатели, а также подтверждена адекватность модели.
Список использованной литературы:
1. Agayev F.H., Mehdiyeva A.M., Gafarov G.A., Bakhshaliyeva S.V., Shirinzade N.V. Development of the functional safety system in primary oil refining Nafta-Gaz. Oil and Gas Institute - National Research Institute. Poland. ISSN 0867-8871.
2. Схиртладзе А.Г., Федотов А.В., Хомченко В.Г. Автоматизация технологических процессов и производств.
3. Alec Groysman, Process Units in Oil Refineries and Petrochemical Plants
4. Mehdiyeva A.M. Conversion and initial processing errors of measurement results. American Journal of Circuits, Systems and Signal Processing 1 (3), pp. 56-59.
5. Mehdiyeva A.M., Mehdizade E.K. Information-measurement system development for controlling of parameters of measurement. Global Standard Journal 1 (2), pp.030-033.
6. Ахметов С.А., Баязитов М.И., Кузеев И.Р., Сериков Т.П. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа.
© Зейналова Р.Р., 2024
УДК 622.367
Мамаду Алиу Бальде
студент второго курса магистратуры Удмуртского государственного университета г. Ижевск, Российская Федерация
АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЛИКВИДАЦИИ ПОГЛОЩЕНИЙ
Аннотация
В статье представлен анализ методов ликвидации поглощений буровых растворов с использованием вязкоупругих составов (ВУС) на основе полиакриламидов. Рассмотрены рецептуры составов с различными марками полиакриламида, такими как CYATROL OFXC 1187, ACCOTROL S-622, RDA-1020 B, DK-DRILLA-1 и DKS-ORT-F40 NT. Для отверждения ВУС использованы ацетат хрома и технический
формалин, что позволяет настроить время схватывания состава для различных условий бурения. Показаны преимущества полиакриламидных составов в борьбе с потерями буровых растворов при кольматировании трещин пласта.
Ключевые слова
поглощение бурового раствора, вязкоупругие составы, полиакриламид, ацетат хрома, формалин, кольматирование трещин, ликвидация поглощений
Проблема поглощения буровых растворов в скважинах является одной из ключевых в процессе бурения, особенно при работе с нестабильными породами и трещиноватыми пластами. Поглощение бурового раствора может существенно увеличить затраты на бурение, замедлить процесс, а также вызвать осложнения при креплении скважин. Одним из наиболее эффективных методов борьбы с поглощениями является кольматирование трещин в пластах с использованием специальных вязкоупругих составов (ВУС). В данной статье рассмотрены рецептуры ВУС на основе полиакриламидов, а также изучены методы повышения их эффективности за счёт использования различных отвердителей.
Поглощение буровых растворов происходит в основном в трещиноватых и проницаемых пластах. Чтобы предотвратить потерю раствора и улучшить качество бурения, необходимо эффективно заполнять трещины и другие пустоты в породах. Одним из подходов к этому является создание вязкоупругих составов на основе полимеров, которые обладают высокой вязкостью и способны быстро схватываться в заколонном пространстве, что способствует кольматированию трещин.
Полимерные составы для ликвидации поглощений активно используются на практике благодаря своим уникальным свойствам: они могут быть настроены на различные сроки отверждения, что позволяет адаптировать их к конкретным условиям бурения.
Основу разработанных составов для кольматирования составляют полиакриламиды — полимеры, которые обладают высокой вязкостью и хорошей адгезией к стенкам трещин. Для достижения лучших результатов в ходе исследований были протестированы различные марки полиакриламида, такие как:
• CYATROL OFXC 1187
• ACCOTROL S-622
• RDA-1020 B
• DK-DRILLA-1
• DKS-ORT-F40 NT
Полиакриламид используется не только в качестве эффективных флокулянтов, но также используется в качестве отличного загустителя из-за его высокой вязкости водного раствора.
Таблица 1
Физико-химические характеристики ПАА
Наименование показателей Нормативное значение
Внешний вид Сыпучий порошок от белого до светло-желтого цвета
Массовая доля влаги, %, не более 10
Насыпная плотность, г/см3 0,6-0,9
Гранулометрический состав, % мас. гранул размером более 1,25 мм, не более 10
менее 0,1 мм, не более 3
Динамическая вязкость на вискозиметре «Brookfield», мПа*с 0,5 % раствора в 10 % растворе NaCl, не менее 60
Полиакриламид может использоваться в качестве добавок для различных целей при добыче нефти, таких как буровой раствор, жидкость для гидроразрыва и полимерное наводнение для улучшения извлечения нефти из-за его свойств в утолщении, флокуляции и реологических свойствах. В нефтяной эксплуатации, как проектировать и выбирать свой состав и структуру, такие как молекулярная
морфология, молекулярная масса, ионный заряд и правильная технология дозирования имеет решающее значение для конкретного применения.
Когда полиакриламид используется в качестве добавки бурового раствора, полиакриламид адсорбируется на поверхности металлических или глинистых частиц с образованием жидкой пленки, которая изменяется от трения твердой поверхности к жидкостному трению, тем самым смазывая бит и буровой инструмент, снижая коэффициент трения глиняного кека и уменьшая скважинные аварии. Суспензия полиакриламида (ПАМ) в буровых растворах имеет большое значение в нефте-и газодобыче и других отраслях промышленности. Подвешивание относится к действию сопротивления взвешенных ионов, когда они движутся относительно среды под действием приложенного силового поля.
Полиакриламид представляет собой высокомолекулярный цепной полимер, который может обернуть мусор и затруднить его рассеивание в гидравлическом буровом растворе. Мусор можно отделить от грязи вибрационным экраном для удаления вредной твердой фазы в грязи. Полиакриламид также имеет хороший эффект уменьшения трения, может значительно уменьшить трение между вращающейся бурильной трубой и стенкой скважины, а также трение между твердыми частицами и твердыми частицами в буровом растворе, поэтому снижаются крутящий момент и давление циркуляционного насоса.
Эти полиакриламиды были выбраны за их способность создавать устойчивые вязкоупругие структуры, которые могут эффективно закрывать трещины и предотвращать потерю бурового раствора. Концентрации полиакриламида в водных растворах варьировались от 0,25% до 1%, что позволило определить оптимальные параметры для различных условий эксплуатации.
Одним из ключевых аспектов при создании эффективных ВУС является подбор отвердителя, который обеспечивает быстрое и надежное схватывание полимерного раствора. В ходе исследования были протестированы два основных отвердителя:
Ацетат хрома — использовался как основной отвердитель, так как он эффективно взаимодействует с полиакриламидом, вызывая его быстрое отверждение в заколонном пространстве. Это позволяет использовать составы с ацетатом хрома в условиях, требующих быстрого схватывания.
Технический формалин — был использован в качестве альтернативного отвердителя для расширения рецептурных возможностей ВУС. Формалин обеспечивает более широкий диапазон времени отверждения, что позволяет адаптировать составы к различным температурам и давлениям.
Таблица 2
Время отверждения и саморазрушения ВУСов на основе полиакриламида при Т=60 °С
Концентрация ПАА, % Количество ПАА, частей Количество отвердителя (ацетат хрома), частей Количество стабилизатора (5%-ный КМЦ), частей Время начала отверждения, мин. Время полного отверждения, мин. Синерезис, мин.
1. CYATROL OFXC 1187
0,5 100 2 - 10 15 120
0,5 100 1 - 13 20 160
0,5 100 1 50 20 45 180
0,5 100 1 100 20 55 210
0,4 100 1 50 35 80 240
0,4 100 1 100 40 90 260
2. ACCOTROL S - 622
0,5 100 2 - 5 10 30
0,4 100 1 - 25 40 90
0,4 100 1 10 35 45 240
0,4 100 1 15 45 55 240
0,4 100 1 20 60 75 260
0,4 100 1 50 70 80 260
0,4 100 1 100 80 90 300
0,25 100 2 - 15 30 150
0,25 100 2 50 90 110 300
Концентрация ПАА, % Количество ПАА, частей Количество отвердителя (ацетат хрома), частей Количество стабилизатора (5%-ный КМЦ), частей Время начала отверждения, мин. Время полного отверждения, мин. Синерезис, мин.
3. RDA -1020 B
1,0 100 2 - 15 20 45
0,4 100 1 - 30 50 150
0,4 100 1 10 35 60 160
0,4 100 1 15 40 70 175
0,4 100 1 20 45 75 180
0,4 100 1 100 60 85 200
0,3 100 2 - 45 60 150
0,3 100 2 50 60 80 210
4. DK - DRILLA -1
1,0 100 2 5 20 90
1,0 100 1 - 5 20 100
1,0 100 1 50 25 35 120
1,0 100 1 100 35 60 180
0,75 100 1 100 45 60 200
5. DKS -ORT -F 40 NT
0,5 100 2 - 5 15 90
0,5 100 1 - 5 25 100
0,5 100 1 50 30 40 130
0,5 100 1 100 40 60 180
0,4 100 1 100 45 65 200
Преимущества использования полиакриламидов в ВУС.
Одним из основных преимуществ полиакриламидных ВУС является их гибкость в настройке времени отверждения. Это позволяет использовать такие составы в широком диапазоне условий бурения, где требуется как быстрое, так и медленное отверждение. В частности, рецептуры на основе полиакриламидов могут быть легко адаптированы к условиям, где необходимо избежать быстрого схватывания (например, при бурении глубоких скважин с высокими температурами).
Преимущества полиакриламида (ПАА)
1. Высокая вязкость: ПАА обладает высокой вязкостью, что делает его эффективным для использования в качестве загустителя в буровых растворах. Это помогает улучшить кольматирующие свойства, что важно для ликвидации поглощений.
2. Гибкость в настройке времени отверждения: ПАА может быть настроен на различные сроки схватывания, что позволяет адаптировать его к условиям бурения, например, для глубоких скважин с высокими температурами или для бурения при низких температурах.
3. Химическая устойчивость: Полиакриламиды устойчивы к различным химическим веществам, что делает их пригодными для использования в условиях, где буровой раствор может вступать в реакцию с агрессивными средами.
4. Эффективность при низких концентрациях: Даже при низкой концентрации (0,25-1%) ПАА обеспечивает высокую эффективность в составе вязкоупругих растворов, что снижает затраты на материалы.
5. Широкий диапазон применения: ПАА можно использовать в различных геологических и температурных условиях, что делает его универсальным для множества буровых проектов.
Недостатки полиакриламида (ПАА)
1. Чувствительность к температуре: При слишком высоких температурах полиакриламиды могут терять свои вязкие свойства, что ограничивает их применение в условиях очень глубоких и горячих скважин.
2. Проблемы с биологическим разложением: Полиакриламид подвержен биологическому разложению, особенно в присутствии микроорганизмов, что может снижать его эффективность со временем в некоторых средах.
3. Токсичность при разложении: Продукты разложения ПАА могут включать токсичные вещества, такие как акриламид, что требует особого внимания при их утилизации и использовании в экологически чувствительных районах.
4. Ограниченная термостойкость: Несмотря на хорошую химическую устойчивость, ПАА не всегда хорошо работает при температурных колебаниях, особенно если речь идет о термальных условиях свыше 100°С.
5. Зависимость от добавок: Для того чтобы обеспечить требуемые свойства, такие как ускоренное схватывание, ПАА часто нуждается в дополнительных отвердителях (например, ацетат хрома или формалин), что может увеличить стоимость и усложнить рецептуру.
Дополнительное преимущество полиакриламидных составов заключается в их стабильности и способности работать в сложных геологических условиях. Благодаря высокой вязкости и эластичности, они могут заполнять даже микротрещины, что увеличивает эффективность кольматирования.
Для сравнения и возможного применения отверждаемых ВУС был проведен эксперимент по определению времени отверждения 0,5% ПАА марки CYATROL OFXC 1187 с отвердителем формалином техническим.
При постоянных значениях содержания КМЦ и ПАА марки CYATROL OFXC 1187 и снижении количества формалина технического от 100 до 5 частей время полного отверждения увеличивается в 5 раз, а время саморазрушения структуры в 33 раза. Это объясняется тем, что формалин менее активный отвердитель и в случае его применения исключается опасность преждевременного отверждения состава, однако при этом достигается наибольшее значение времени существования.
При повышении количества 5-%-го КМЦ до 100 частей, при постоянном количестве ПАА и отвердителя формалина технического, время сшивания вязкоупругого состава увеличивается в 4 раза, а время синерезиса в 23 раза.
В качестве отвердителя также можно использовать уротропин технический. Его преимущество в том, что он твердый продукт, удобен в транспортировке и можно приготовить любую концентрацию по мере необходимости.
Для повышения стабильных и упругих свойств ВУСов в смесь ПАА, отвердителя и КМЦ можно добавлять гипан. Имея большую молекулярную массу и вязкость, он дает возможность удлинить сроки затвердевания и синерезиса, а отвердителем для него являются эти же продукты.
Разработка методов ликвидации поглощений на основе вязкоупругих составов, содержащих полиакриламиды, показала свою высокую эффективность в борьбе с потерей буровых растворов. Применение таких составов в комбинации с различными отвердителями, такими как ацетат хрома и технический формалин, позволяет создать адаптируемые рецептуры, которые можно настроить на нужные условия бурения. Это делает полиакриламидные ВУС универсальными и эффективными для применения в сложных условиях трещиноватых пластов.
Таким образом, методы ликвидации поглощений с использованием ВУС на основе полиакриламидов являются перспективными и заслуживают дальнейшего изучения и внедрения в практику буровых работ.
Список использованной литературы:
1 Агабальянц Э.Г. Промывочные жидкости для осложненных условий бурения. - М.: Недра, 1982. -184 с.
2 Ангелопуло О.К. Буровые растворы для осложненных условий / О.К. Ангелопуло, В.М. Подгорнов, В.Э. Аваков. - М.: Недра, 1988. -135 с.
3 Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебное пособие для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. -632 с.
4 Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные и тампонажные растворы: Учеб. пособие для вузов. - М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. -424 с.: ил.
5 Булатов А.И., Проселков Ю.М., Шаманов С.А. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин: Учеб. для вузов. - М.: ООО «Недра- Бизнесцентр», 2003. -1007 с.
6 Булатов А.И. Технология промывки скважин / А.И. Булатов, Ю.М. Проселков, В.И. Рябченко. - М.: Недра, 1981. -301 с.
7 Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник для нач. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. -352 с.
8 Вадецкий Ю.В. Справочник бурильщика: Учеб. пособие для нач. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. -416 с.
9 Воронин А.А. Прогнозирование поглощений бурового раствора путем поинтервальной опрессовки ствола скважины // Научно-технический Вестник ОАО «НК «Роснефть». №38. 2015. С.28-31.
© Мамаду Алиу Бальде, 2024
УДК 550.882 УДК 622.242.5.053.4 УДК 622
Нигматов Л.Г.
канд. техн.наук, доцент РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина,
г. Оренбург, РФ
ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН
С БОЛЬШИМ ОТХОДОМ ОТ ВЕРТИКАЛИ
Аннотация
Строительство нефтяных и газовых скважин - это сложный многоэтапный процесс, направленный на создание надежной горной добычи углеводородов. В статье рассмотрены современные технологии и устройства для контроля вибраций и ударных измерений, такие как TeleScope и MWD - (измерения в процессе бурения), позволяют минимизировать риски аварий и повысить эффективность проводки направленных скважин. В статье описаны методы, повышающие точность измерений и обеспечивающие защиту оборудования от износа, что важно для бурения скважин, а также для увеличения рентабельности бурового предприятия.
Ключевые слова:
контроль вибраций, ударные нагрузки, КНБК, акселерометры.
Nigmatov L.G.
Ph.D. in Engineering, Associate Professor Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University),
Orenburg
APPLICATION OF INNOVATIVE TELEMETRY SYSTEMS IN DRILLING WELLS WITH A LARGE RETRIEVAL FROM THE VERTICAL
Abstract
Construction of oil and gas wells is a complex multi-stage process aimed at creating reliable mining
