Лабораторные исследования Гильсонита

Лабораторные исследования Гильсонита

Гильсонитовая смола – это природный углеродистый материал, который относится к асфальтитам. В течение многих лет Гильсонит использовался в буровых растворах в качестве добавки, помогающей стабилизировать буровую скважину. Документально подтверждено, что этот материал эффективно минимизирует разрушение скважины на нестабильных участках сланцев. Однако Гильсонит является асфальтитом с высокой температурой размягчения, и поэтому было трудно воспроизвести его действие в лабораторных испытаниях, проведенных при температуре окружающей среды и низком давлении.

Новые лабораторные испытания, подтверждающие эффективность применения Гильсонита для стабилизации буровой скважины

 Недавно были разработаны лабораторные методы для оценки эффективности Гильсонита в смоделированных условиях в скважине. Инновационные процедуры включали использование ячейки скважинного моделирования для проверки Гильсонита при температурах и давлениях, сходных с условиями бурения. Эти инновационные тесты показали, что при использовании Гильсонита расширение ствола скважины было сведено к минимуму. При использовании той же системы бурового раствора, но без Гильсонита, наблюдалось значительное расширение.

Теория

 Как указывалось ранее, Гильсонит относится к асфальтитам. Это относительно чистый углеводород, не содержащий большого количества минеральных примесей. Гильсонит, используемый для нефтепромысловых целей, добывается в области вокруг поселения Бонанца, штата Юта. Он имеет удельную массу 1.05 и температуру размягчения в диапазоне от 370°Fдо 400°F, хотя доступна и более низкая температура размягчения (330°F). Этот материал имеет низкий показатель кислотности и йодное число равное нулю. Он растворим в ароматических и алифатических углеводородах. Гильсонит обрабатывается и измельчается до состояния, при котором 80% проходит через сито 80 mesh, приблизительно 5% удерживается на сите 100 mesh и 30% на сите 200-mesh. (6,10).

В течение многих лет Гильсонит и другие продукты асфальтового типа использовались в буровых растворах на основе воды в качестве добавки, стабилизирующей ствол скважины. Было документально подтверждено, что эти добавки помогают минимизировать разрушение скважины в формированиях, содержащих чувствительные к воде, осыпающиеся сланцы.

Причин нестабильности буровой скважины много. Они могут быть механическими, химическими или физическими (природными).

Механические включают разрушение буровой скважины при высоких кольцевых скоростях, неблагоприятных гидравлических напряжениях из-за высокого кольцевого давления; от напора-разрежения, создаваемого расхаживанием колонны; от эрозии, вызванной движением бурильной колонны.

Проблемы, вызванные химическими причинами, включают гидратацию, дисперсию и распад сланцев при взаимодействии глин с фильтратом бурового раствора.

Физические проблемы включают сколы и внезапные обрушения сланцев, вызванные субнормальным гидростатическим давлением или совокупностью гидростатического давления и высокого давления пласта. Перелом и проскальзывание вдоль напластования твердых, хрупких сланцев, и разрушение трещиноватых сланцев над искривленным стволом скважины – это также физические проблемы, возникающие в процессе бурения глинистых сланцев. Эта проблема также возникает в неискривленных стволах скважины при бурении глин с поровым давлением выше гидростатического.

В качестве проблем нестабильности скважины часто рассматривают вспучивание, набухание, растрескивание, скопление бурового раствора на долоте, утолщенные глинистые корки и многие другие. Предложено много решений этих проблем. Документально подтверждено, что использование добавок частично или полностью ингибирует набухание глинистых сланцев.

Поделиться на