Разработка композиционных химических реагентов для утяжеленных буровых растворов применяемых при бурении нефтегазовых скважин

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время во всем мире производятся более 3000 видов химических реагентов для буровых растворов и ведутся разработки для создания более эффективных их видов для получения буровых растворов применяемых при бурении нефтегазовых скважин. Поэтому создание эффективных химических реагентов, повышающих качество буровых работ, предотвращающих аварии, возникающие при бурении нефтегазовых скважин и улучшающих технологические параметры буровых растворов, а также отвечающие современным требованиям бурения имеют большое значение. В сегоднящнее день физко-химическая модификация химических реагентов, применяемых при бурении нефтегазовых скважин, получение утяжеленных буровых растворов на их основе и применение их при бурении в сложно геологичесих условиях, является важной задачей в мире. Связи с этим проблема разработки высокоэффективных композиционных химических реагентов на основе местного сырья и отходов производств для получения утяжеленных буровых растворов с использованием минерализованных пластовых вод является востребованной и актуальной. С момента образования независимости нашей Республики реализуются масштабные мероприятия и достигнуты опренеленные результаты в обласи развития нефтегазовой отрасли. В частости, необходимо отметить создание эффективных технологий производства новых научно обоснованных химических реагентов на основе местного сырья и вторичных продуктов для бурения нефтегазовых скважин. Однако, несмотря на достаточное количество сырьевых ресурсов в нашей республике для производства химических реагентов с целью получения буровых растворов имеющиеся материалы недостаточно отвечают требованиям бурения нефегазовых скважин с аномально высоким пластовым давлением и температурой. В четвертом направлении программы Стратегических действий по дальнешему развитию Республики Узбекистан отмечены важные задачи по «Стримулированию научно-исследовательской и инновационной деятельност, созданию эффективных механизмов внедрения и инновационных достижений в практику». Это в свою очередь преобретает огромное значение в создании инновационных технологий в области разработки композиционных материалов, обеспечивающих эффективность бурения нефтегазовых скважин и решении поставленных задач. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указах Президента Республики Узбекистан №УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан» и «Концепции развития нефтегазовой отрасли Узбекистана на период до 2030 года», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере Целю исследования является разработка композиционных химических реагентов для утяжеленных буровых растворов применяемых при бурении нефтегазовых скважин. Научная новизна исследования заключается в следующем: впервые определены изменения физико-химических и технологических свойств значения плотности, вязкости, водоотдачи, статическое напряжение сдвига композиционных химических реагентов в зависимости от природы, структуры, содержания и соотношения органоминеральных ингредиентов применительно к разработке утяжеленных буровых растворов при бурении нефтегазовых скважин; доказано что, путем подбора вида, содержания, соотношения и свойств утяжелителей можно регулировать физико-химические свойства и технологические параметры утяжеленных буровых растворов; обосновано создание композиционных химических реагентов с заранее заданными физико-химическими свойствами, основанные на выявленных закономерностях влияния органоминеральных ингредиентов из местного и вторичного сырья на технологические характеристики утяжеленных буровых растворов; разработаны новые составы имортозамещающих и экспортоориентированных стабилизирующих композиционных химических реагентов на основе органоминеральных ингредиентов из местного и вторичного сырья и утяжеленные буровые растворы на их основе, применяемые в процессе бурения нефтегазовых скважин в сложно геолого-технических условиях; определены высокие стабилизирующие свойства утяжеленных буровых растворов, благодаря физико-химическим особенностям разработанных композиционных химических реагентов и минеральных утяжелителей. Заключение 1. Впервые на основе результатов комплексных физико-химических и технологических исследований разработан научно-обоснованный подход к созданию эффективных композиционных составов химических реагентов с использованием органоминеральных ингредиентов для получения утяжеленных буровых растворов, применяемых при бурения нефтегазовых скважин в сложных геолого-технических условиях; 2. Изучены основные свойства влияния органических и минеральных ингредиентов с высоким удельным весом на физико-химические и технологические свойства разработанных композиционных химических реагентов, позволяющих получение утяжеленных буровых растворов. 3. В результате разработки композиции путем подбора вида, содержания, соотношения и свойств исследуемых утяжелителей показана возможность регулирования физико-химических свойств и технологических параметров утяжеленных буровых растворов применяемых в сложных геологических условиях бурения нефтегазовых скважин. 4. Разработаны оптимальные составы композиционных химических реагентов, обеспечивающих стабильность утяжеленных буровых растворов с использованием различных утяжеляющих материалов и рекомендован для бурения нефтегазовых скважин в сложно геолого-технических условиях. 5. В ООО «KOMPOZIT NANOTEXNOLOGIYASI», являющееся базовым предприятием ГУП «Фан ва тараккиёт» и Андижанском масложиркомбинате организовано производство и выпуск новых композиционных химических реагентов КХР-1, КХР-2, КХР-3 на основе местного сырья и отходов пищевых и химических производств. 6. Проведены промышленные испытания и организовано внедрение результатов разработки новых композиционных химических реагентов для стабилизации утяжеленных буровых растворов в процессе бурения скважины с высоким пластовым давлением Чилькувар №39 АО «КашПИ» АО «Узбурнефтегаз» и рекомендованы для и широкомасштабного внедрения в нефтегазовой отрасли. 7. Разработан нормативно-технический документ на композиционные химические реагенты и утяжеленные буровых растворы на их основе -стандарт предприятия (технические условия). 8. Испытаниями в производственных условиях при бурении нефтегазовой скважины с использованием утяжеленных буровых растворов на основе композиционных химических реагентов привели к увеличению стабилизирующих свойств. Экономическая эффективность при применении 9 тонн композиционных химических реагентов в скважине №39 месторождении Чилькувар по АО «КашПИ» составила 31,93 млн сум (апрель 2015г). Ожидаемая экономическая эффективность при применении 1000 тонн композиционных химических реагентов для буровых растворов составит около 3,54 млрд сум.