Смазочная добавка лубри-м для бурения

Инструкция на применение экологически безопасной смазочной добавки марки Лубри-М для бурения, вскрытия продуктивных пластов и ликвидации прихватов в пресных и минерализованных буровых растворах

1. Общие сведения о реагенте

1.1. Экологически безопасная смазочная добавка марки Лубри-М с повышенными антиприхватными и поверхностно-активными свойствами представляет собой частично нейтрализованные щелочными агентами растительные (подсолнечное, кукурузное и другие) масла или жиросодержащие отходы их переработки, модифицированные экологически безопасными ингредиентами.

1.2. По своим показателям смазочная добавка Лубри-М должна соответствовать нормам, установленным ТУ 9146-224-00147001-2000 и представленным в таблице 1.

Таблица 1.

Наименование показателей

Норма по ТУ

Методы анализа

1. Внешний вид и цвет

Вязкая жидкость от светло-коричневого цвета до коричневого

по п. 4.1. ТУ

2. Показатель концентрации водо   

     родных ионов (рН)

8-10

по п. 4.2. ТУ

3. Снижение коэффициента 

     трения по стандарту АНИ при  

      добавке 1,0 %, не менее

70,0

по п. 4.3. ТУ

4. Снижение коэффициента по-

    тенциального прихвата труб,  

    при добавке 2,0 % к буровому

     раствору, не менее

50,0

по п. 4.4. ТУ

5. Снижение поверхностного на-

     тяжения водного раствора на   

     границе с керосином при до-

     бавке 0,5 %, не менее

60,0

по п. 4.5. ТУ

Примечание – Показатели по пунктам 4,5 определяются факультативно.

1.3. Предназначается Лубри-М для повышения смазочных свойств промывочных жидкостей при бурении (рис.1, 2 ), для снижения межфазного натяжения на границе фильтрат бурового раствора – углеводород (нефть) при вскрытии продуктивных пластов (рис. 3) и снижения прихватоопасности пресных и минерализованных буровых растворов (рис. 4) .

2. Область применения реагента.

2.1. Лубри-М применяется для всех видов бурения в качестве экологически безопасной смазочной добавки с улучшенными антиприхватными и поверхностно-активными свойствами для снижения трения и крутящего момента между колонной бурильных труб и стенкой скважины. Лубри-М может быть использована в качестве специальной жидкости для установки ванн при ликвидации прихвата.

Смазочная добавка лубри-м для бурения Рис. 1. Зависимость коэффициента трения водных растворов смазочных

добавок от концентрации по стандарту АНИ:  1 – Лубри-М (ЮКОС-ЭП, Россия ), 2 – LUBE-167  (США)

2.2. Концентрационный диапазон применения Лубри-М в буровых растворах составляет 0,25-2,0 % масс. в зависимости от плотности и осложненности участка бурения. Оптимальное содержание Лубри-М в пресных глинистых буровых растворах, обеспечивающие высокие смазочные и противоприхватные свойства раствора составляет 0,5 - 1,5 % масс.

Смазочная добавка лубри-м для бурения

Рис. 2. Зависимость коэффициента трения глинистых буровых растворов  от 

      концентрации смазочных добавок по стандарту АНИ: 1 – Лубри-М (ЮКОС-ЭП,   Россия ) при ρ = 1080 кг/м 3, 2 - Лубри-М (ЮКОС-ЭП, Россия  ) при  ρ= 1140 кг/м3  3 –  LUBE-167  (США) при ρ = 1140 кг/м3

Смазочная добавка лубри-м для бурения

Рис. 3. Зависимость поверхностного натяжения водных растворов смазочных добавок на границе с керосином (углеводородом) от концентрации добавок: 1 – Лубри-М (ЮКОС-ЭП, Россия),  2 – BIODRILL (США), 3 – LUBE-167 (США).

Смазочная добавка лубри-м для бурения

Рис. 4. Зависимость коэффициента потенциального прихвата глинистых буровых растворов (глинопорошок ПБМВ + 0,2 % КМЦ 85 / 600 + 23,0 % барита) от концентрации: 1 - Лубри –М (ЮКОС-ЭП, Россия), 2 - LUBE-167

3. Технология обработки бурового раствора.

3.1. Первичную обработку бурового раствора добавкой Лубри-М провести перед спуском обсадной колонны кондуктора в количестве 0,2-0,5 % масс. к объему бурового раствора.

3.2. Рекомендуемая, в зависимости от типа бурового раствора, концентрация смазочной добавки Лубри-М от 0,3 до 1,5 % масс. при бурении из-под кондуктора до проектной глубины в зависимости от величины смещения по вертикали.

3.3. Последующую обработку бурового раствора при бурении под эксплуатационную колонну смазочной добавкой Лубри-М проводить в количестве 0,1 – 0,3 % постепенным вводом при каждом долблении. Контроль за эффективностью смазочного и антиприхватного действия проводить периодическим замером в условиях буровой  на машине трения по стандарту АНИ  (приборы фирмы Бароид - США или КТР - Россия) и в лаборатории на приборе Стикинг Тестер (США).

 3.4.  По результатам промысловых испытаний на Приобском месторождении ОАО «Юганскнефтегаз» уточнены концентрационные интервалы эффективного применения смазочной добавки Лубри-М для буровых растворов на основе акриловых полимеров. Оптимальные составы для указанных буровых растворов составляют 0,3 – 0,.5 % об. Лубри-М и приведены в Приложении 2.

3.5. Технология установки жидкостной ванны при освобождении от прихвата.

Согласно существующим представлениям о причинах прихватов, выделяют три основные категории прихватов: прихват под действием перепада давления; заклинивание; прихват вследствие сужения поперечного сечения ствола скважины. Использование ванн наиболее результативно при ликвидации прихватов, произошедших под действием перепада давления.

Ванна с Лубри-М должна быть установлена сразу же после возникновения прихвата. Перед установкой ванны необходимо определить верхнюю границу прихвата по упругому удлинению колонны или с помощью специальной аппаратуры. Перед установкой ванны следует проверить состояние противовыбросового устьевого оборудования, насосного хозяйства и циркуляционной системы; замеченные недостатки устранить и подготовить оборудование и вышку к работе в аварийных условиях. Проверить количество и качество запасного бурового раствора, в случае необходимости пополнить запас.

Для предупреждения проявлений и разобщения устьевой обвязки от действия избыточного давления в колонне труб необходимо установить под заливочной головкой обратный клапан. Обратный клапан и заливочная головка должны быть опрессованны на давление в 1,5 раза превышающие максимально ожидаемое при установке ванны.

Для установки ванны рекомендуется 50 - 80 % водный раствор Лубри-М, однако для различных буровых растворов оптимальное разбавление Лубри-М определяется в конкретных условиях экспериментально начиная с ванны 50 % состава Лубри-М .

На рис. 5 приведены данные по времени освобождения от прихвата в зависимости от состава жидкостной ванны полученные на стендовой установке для глинистого бурового раствора плотностью 1180 кг/м3 на основе глинопорошка марки ПБМВ- 7-8%, КМЦ - 85/600 – 0,2 %, барита – 23,0 %.

Объем Лубри-М для ванны определяют из расчета максимально допустимого снижения перепада давления в зоне прихвата или перекрытия его верхней границы на 50-100 м.

В случаях ликвидации прихватов в районах с малоизученными геологическими условиями (когда пластовое давление неизвестно), или при предварительном снижении плотности промывочной жидкости в скважине до минимально, допустимой объем Лубри-М для ванны определяется по формуле:

Q = 0.785 (кD2 – dн2)(H + h) + 0.785 dвh,

где Q – объем Лубри-М для ванны, м3; к – коэффициент кавернозности ствола в зоне прихвата; D – диаметр долота, м; dн – наружный диаметр буриль ных труб, м; dв – внутренний диаметр бурильных труб, м; Н – интервал прихваченного участка колонны, м; h – расчетная высота подъема Лубри-М выше верхней точки в бурильных трубах, м. При подсчете объема скважины используются данные табл. Приложения 1.

Смазочная добавка лубри-м для бурения

Рис. 5. Время освобождения от прихвата пресного бурового раствора плотностью 1180 кг/м3 при установке ванн с различными агентами при давлении 3,34 МПа.

1 – Техническая вода – прихват не освобожден

2 – 100 % ФК-2000 – 180 минут

3 – 100 % Лубри-М – 60 минут

4 – 50 % водный раствор Лубри-М – 20 минут

5 - 25 % водный раствор Лубри-М – 40 минут

6 – 12,5 % водный раствор Лубри-М – 100 минут

7 – 100 % Нефть – 15 минут

После определения объема Лубри-М производится проверочный подсчет гидростатического давления в стволе скважины на момент максимального облегчения столба жидкости, чтобы не допустить нефте-, газоводопроявления. Гидростатическое давление не должно превышать пластовое в скважинах глубиной до 1200 м на 10-15 %, глубиной более 1200м – на 5-10 %.При установке ванны колонна труб расхаживается во избежание распространении зоны прихвата. Периодичность профилактических расхаживаний устанавливается в зависимости от конкретных горно-геологических условий, но не менее 2-х раз в 1 час.

К расхаживанию для освобождения инструмента приступают через 1,5 - 2 часа действия ванны с учетом конкретной ситуации.

Осевые нагрузки при расхаживании колонны не должны превышать допустимой для труб данной группы прочности материала, а также для талевой системы и бурового оборудования.

Через каждый час после начала расхаживания проверять наличие сифона в трубах и раствора Лубри-М порциями по 0,5-0,7 м3 продавливается в затрубное пространство. Периодичность продавливания определяется конкретными условиями в скважине.

После ликвидации прихвата производится промывка скважины с вымывом ванны на устье, подъем колонны труб из скважины с тщательной проверкой их качества, включая дефектоскопию, и последующей проработкой ствола скважины в осложненном интервале. Вымытая из скважины пачка смазочной добавки Лубри-М или ее раствора собирается в отдельную емкость (складируется) и может быть использована повторно или по прямому назначению в качестве смазочной добавки.

4. Транспортировка и хранение

4.1. Смазочную добавку Лубри-М перевозят всеми видами транспорта в металлических бочках или контейнерах.

4.2. Затаренная в бочки или в металлические контейнеры смазочная добавка хранится в складских помещениях в 1-2 ряда в условиях, предотвращающих попадание открытого огня или на специально оборудованных открытых площадках.

5. Техника безопасности

5.1. Смазочная добавка Лубри-М относится к 4 классу опасности по ГОСТ 12.1.007.76 “Малоопасные вещества”, что подтверждено санитарно-токсикологическим заключением № 23.К.К.05.570.П.000952.02.01 от 27.02.2001 г.

5.2. . Антиприхватная смазочная добавка Лубри-М  представляет собой негорючий концентрированный водный раствор солей жирных кислот ( жидкое мыло), содержащий 10-15 % воды . На случай длительного высокотемпературного воздействия на продукт необходимо иметь штатные средства тушения пожара: пенные и углекислотные огнетушители, песок и инвентарь, содержащиеся у пожарных ящиков при загорании небольшого количества продукта; распыленная вода, воздушно-механическая пена.

5.3. При работе со смазочной добавкой Лубри-М необходимо соблюдать общепринятые правила личной гигиены, использовать резиновые очки, резиновые перчатки, фартук, спецодежду.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица

Диаметр долота, мм

Диаметр бурильных труб, мм

Площадь кольцевого сечения, м2

Диаметр долота, мм

Диаметр бурильных труб, мм

Площадь кольцевого сечения, м2

139,7

73

0,0112

269,9

147

0,0401

           

151

89

0,0141

269

168

0,0347

           

190,5

89

0,0221

295,3

147

0,0516

           

190,5

114

0,0181

320

168

0,0583

           

214

114

0,0258

349,2

168

0,0708

           

214

127

0,0223

370

168

0,0858

           

244,5

127

0,0337

393,7

168

0,0997

           

244,5

147

0,0296

444,5

168

0,1333

           

269,9

127

0,0442

490

168

0,1664

Ю.М. Басарыгин, А.И. Булатов, Ю.М. Проселков. Осложнения и аварии  при бурении нефтяных и газовых скважин:  М.: ООО и Недра – Бизнес центр, 2000.-679 с.