В настоящее время для строительства эксплуатационных скважин на Бованенковском НГКМ, проектным решением, в качестве утяжелителя промывочной жидкости предусмотрено применение баритового концентрата ГОСТ 4682-84 (при бурении под направление, кондуктор и техническую колонну) и микромрамора ТУ 5716-003-52817785-03 (при бурении под эксплуатационный хвостовик). Специалистами ООО «Сервисный Центр СБМ» в качестве альтернативного материала, а также для снижения логистических затрат было предложено использовать сидеритовый утяжелитель СБ ТУ 0711-009-56864391-2007 производства ЗАО НПК «Спецбурматериалы».
Карбонатный кислото-растворимый сидеритовый утяжелитель представляет собой порошок серого цвета, получаемый путем механического измельчения и классификации сидеритовой руды. Сидеритовый утяжелитель имеет размер частиц в пределах 1-75 микрон и плотность более 3,4 г/см3, что обеспечивает утяжеление буровых растворов до 1700 кг/м3 при удовлетворительных реологических показателях. Хорошая растворимость (более 85%) его в кислотах позволяет восстанавливать коллекторские свойства продуктивных горизонтов. Абразивные свойства сидеритового утяжелителя имеющего оптимальный гранулометрический состав, меньше абразивности магнетитовых утяжелителей в 3-4 раза и идентичны абразивным свойствам баритового утяжелителя. Основные физико-химические показатели Сидеритового утяжелителя производства ЗАО НПК «Спецбурматериалы» приведены в Таблице 2.
До начала применения сидеритового утяжелителя на Бованенковском НГКМ специалистами проектного института ООО «ТюменНИИгипрогаз» были проведены лабораторные испытания образцов отобранных из промышленной партии, доставленной на Бованенковское НГКМ. Лабораторные испытания сидерита в проектных составах буровых растворов проводились в сравнении с баритом (плотность бурового раствора 1400 кг/м3 для бурения под кондуктор) и карбонатным утяжелителем (мраморным порошком) в составе бурового раствора плотностью 1240 кг/м3 для бурения под хвостовик и вскрытия пласта. Анализом результатов исследований отмечено следующее:
Ø Реологические характеристики буровых растворов утяжеленных баритом и сидеритом полностью совпадают.
Ø Буровой раствор, утяжеленный мраморным порошком, имеет более высокие реологические характеристики по сравнению с раствором, утяжеление которого производили сидеритом. Более низкая «загущающая способность» сидерита, связанная с уменьшением его объемного содержания на 12% в сравнении с мрамором снижает гидродинамические воздействие стенки скважины.
Ø При использовании сидеритового утяжелителя показатель фильтрации модульного раствора в сравнении с баритом снижается в 1,5 раза, а в сравнении с мраморным порошком возрастает в 1,1 раза. Это обусловлено различием дисперсности и твердости утяжелителей.
Ø Изменений в активности водородных ионов при использовании различных утяжеляющих добавок в модульных растворах не отмечено.
Ø Исследования магнитных и электрических свойств показали, что удельное электрическое сопротивление модульных растворов, утяжеленных мрамором и сидеритом, по величине мало отличается между собой (0,99 и 0,94 Ом*м). Магнитная восприимчивость образца сидеритового утяжелителя составляет 1,78*103 ед СИ при норме для его железосодержащего аналога (барито-гематита) не более 30,0*103 ед СИ и при норме для его барита не более 1,0*103 ед СИ.
Ø Сидеритовый утяжелитель отличается очень низким показателем влажности (0,1%) по сравнению с микромрамором (до 10%) и баритом (до 6%).
По результатам лабораторных испытаний образца сидеритового утяжелителя специалистами ООО «ТюменНИИгипрогаз» был сделан вывод о возможности использования его в качестве утяжеляющей добавки к буровым растворам при строительстве скважин на Бованенковском НГКМ.
По согласованию с ООО «Газпром добыча Надым» с августа 2012 года на кустовых площадках газовых скважин №№ 51, 52, 58, 65 Бованенковского НГКМ специалистами ООО «Сервисный Центр СБМ» применялся сидеритовый утяжелитель совместно с баритовым концентратом (при бурении под направление, кондуктор и техническую колонну) и совместно с микромрамором (при бурении под эксплуатационный хвостовик) в соотношении до 50 % по массе. После получения предварительных положительных заключений, скважины кустовой площадки № 67 были пробурены на буровом растворе утяжеленным только сидеритом.
При первом применении сидеритового утяжелителя сразу был отмечен низкий показатель влажности реагента, благодаря чему материал не подвержен «смерзанию», что заметно сокращает время, затрачиваемое на утяжеление бурового раствора в условиях низких температур Крайнего Севера.
При применении сидеритового утяжелителя на кусту № 67 Бованенковского НГКМ, в сравнении с аналогичными скважинами пробуренными на месторождении ранее, практически полностью подтвердился теоретический расчет потребности утяжелителей (диаграмма 1 и 2). Средняя потребность в сидеритовом утяжелители для приготовления одного куба бурового раствора для бурения до эксплуатационного хвостовика (у=1,43 г/см3) на 58 кг больше средней потребности в баритовом утяжелители (концентрация 502 и 560 кг/м3 соответственно). А при сравнении потребности утяжелителей для приготовления одного куба бурового раствора при бурении под эксплуатационный хвостовик (у=1,32 г/см3) наблюдается экономия сидеритового утяжелителя в сравнении с микромрамором на 156 кг (концентрация 426 и 582 кг/м3 соответственно).
Была произведена сравнительная оценка качества цементирования обсадных колонн на скважинах опытно-промыслового применения сидеритового утяжелителя. Для сравнения использовали данные со скважин, бурение которых производили на полимерглинистом растворе согласно ГРП № 146/06-175-Э (проектный раствор), бурение которых производили на амидном растворе и скважин где применяли буровой раствор с высоким содержанием реагента «Полиэколь» (полиэколевый раствор). Для повышения наглядности сравнительных данных оценки качества цементирования использовался коэффициент качества цементирования (диаграмма 3 и 6). Анализ данных показывает, что использование сидеритового утяжелителя не оказывает существенного влияния на качество цементирования скважин. Что еще раз подтверждает возможность использования сидеритового утяжелителя в качестве альтернативной замены баритовому концентрату и микромрамору.
Стоит отметить, что при применении сидеритового утяжелителя отклонений параметров промывочной жидкости от проектных решений, пенообразования, седиментации зафиксировано не было. Все плановые работы при строительстве скважин (бурение, проработка, ГИС, спуск обсадной колонны, крепление) прошли без осложнений и нареканий со стороны буровых бригад и представителей Генерального Заказчика.
Результаты опытно-промыслового применения Сидеритового утяжелителя на эксплуатационных скважинах Бованенковского НГКМ были учтены специалистами ООО «Сервисный Центр СБМ» при разработке новой системы промывочной жидкости «Полиэколь АК». Промысловые испытания системы «Полиэколь АК» проходят в настоящее время на скважинах №№ 2701, 2702, 11501 Бованенковского НГКМ.
Постоянное совершенствование рецептур бурового раствора, путем использования новых реагентов, позволяющее повышать качество сервиса буровых растворов, является приоритетным направлением деятельности ООО «Сервисный Центр СБМ».
