Презентация на тему: OBM (Oil Based Muds)

OBM (Oil Based Muds)
Общие положения
История создания
Область применения
Область применения
Что такое РУО?
РУО компании «Эм-Ай»
Прямые эмульсии
Классификация инвертных эмульсий
Состав РУО - (основа)
Состав РУО
Строение ПАВ
ПАВ – поверхностно-активные вещества
ПАВ – поверхностно-активные вещества
Состав РУО
Седиментационная не устойчивость твердой фазы
ПАВ – поверхностно-активные вещества
Механиз смачивания
Механиз смачивания
Гидрофобно-гидрофильный баланс
Гидрофобно-гидрофильный баланс
Состав РУО
Состав РУО
Состав РУО
Дисперсная фаза РУО
Водонефтяное отношение
Приготовление РУО
Контроль параметров
HTHP Fluid Loss
Электростабильность
Ретортный анализ
Осложнения при использовании РУО
Приток соленой воды
Осложнения при использовании РУО
Осложнения при использовании РУО
Осложнения при использовании РУО
Заключение
1/37
Средняя оценка: 4.5/5 (всего оценок: 22)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (718 Кб)
1

Первый слайд презентации: OBM (Oil Based Muds)

Растворы на углеводородной основе (РУО) Косяк А. В. Март 2007

Изображение слайда
2

Слайд 2: Общие положения

Основное отличие РУО от растворов на водной основе – неполярная дисперсионная среда. Главные преимущества: полная инертность по отношению к активным глинистым породам, солям, сероводороду и т.п. высочайшая стабильность свойств, в т.ч. при длительном хранении отсутствие коррозии низкий коэффициент трения исключительно высокая термостабильность Основные недостатки: токсичность пожаровзрывоопасность сложность цементирования плотность и вязкость существенно зависят от давления и температуры

Изображение слайда
3

Слайд 3: История создания

Начало XX века – первые прямые эмульсии (нефть в воде, 10-20%). Мало чем отличались от обычных растворов на водной основе. 20-е годы XX века – попытки использовать для бурения сырую нефть (пока еще не эмульсии). 40-е годы XX века – начало разработок и использования обратных эмульсий на основе сырой нефти и/или дизтоплива. 60-80-е годы – пик популярности различных инвертных эмульсий. 80-90-е годы – использование в качестве углеводородной основы низкотоксичных минеральных масел (EMO, LTMO). Конец XX века – пик популярности растворов на синтетической основе (линейные альфа-олефины - LAO, внутренние олефины - IO, эстеры - esters, линейные парафины - LP.

Изображение слайда
4

Слайд 4: Область применения

Массивные отложения мягких, легко набухающих, гидратирующих и диспергирующихся глин ( в т.ч. gumbo). Массивные соляные отложения, в т.ч. карналлит, бишофит и т.п., особенно перемежающиеся с глинистыми пропластками, ангидритом и т.д. Горячие глубокие скважины, в т.ч. с высоким содержанием сероводорода. Скважины с большими отходами (смещение забоя по горизонтали больше глубины скважины). Пакерные жидкости. Растворы для глушения скважин.

Изображение слайда
5

Слайд 5: Область применения

Образец глинистого шлама из ствола диаметром 406 мм.

Изображение слайда
6

Слайд 6: Что такое РУО?

Трехфазные гетерогенные коллоидные системы, состоящие из: Дисперсионной среды – углеводородной жидкости Дисперсной фазы: капелек воды коллоидного размера твердых частиц (органофильная глина, барит, карбонат кальция, гильсонит и т.п.)

Изображение слайда
7

Слайд 7: РУО компании «Эм-Ай»

На «нефтяной» основе (продукты переработки нефти): Versa-Dril / Versa-Pro на основе дизельного топлива Versa-Clean / Versa-Pro на основе низковязких минеральных масел На синтетической основе Nova-Dril на основе PAO ( полиальфаолефинов ) Nova-Plus на основе IO ( внутренних / изомерических олефинов ) Nova-Tech на основе LAO (линейных альфа-олефинов) Eco-Green на основе эстеров ParaLand на основе LP ( линейных парафинов) Nova-Pro Неэмульсионные РУО VersaCore TruCore VersaPac ( не содержит твердой фазы) Специальные РУО Faze-Pro SigmaDril

Изображение слайда
8

Слайд 8: Прямые эмульсии

Прямые эмульсии углеводородных жидкостей в растворе на водной основе не могут классифицироваться как РУО. Пример – прямая эмульсия 20-30% линейного парафина XP-07 в растворе BaraDril, предлагаемая компанией «Бароид». Прямые эмульсии не обладают ни одним из преимуществ РУО и наследуют все типовые характеристики растворов на водной основе.

Изображение слайда
9

Слайд 9: Классификация инвертных эмульсий

Стандартные ( tight ) эмульсии Водоотдача по BM-6 или API отсутствует Фильтрация по НТНР - минимальна Фильтрат по HTHP не содержит воды Высокая электростабильность Высокая термостабильность Ослабленные ( relaxed) эмульсии Может наблюдаться водоотдача по API Фильтрат по HTHP содержит воду Низкая электростабильность Используют небольшое количество извести и не используют VersaMul

Изображение слайда
10

Слайд 10: Состав РУО - (основа)

Основа раствора Плотность, г/см 3 Кинематическая вязкость при 40 0 С, сСт Температура вспышки, 0 С Температура загустевания, 0 С Анилиновая точка, 0 С Дизельное топливо 0,85 3-4 66,5 -10 65 Ультра очищенное минеральное масло 0,81 3,5 >115 -23,3 ≈ 88 Минеральное масло 0,80 2-3 100 -18 76,1 Сложные эфиры 0,85 5-7 179 -30 25 Поли альфа-олефин (ПАО) 0,80 5-7 175 -65 107 Простые эфиры 0,83 5-6 166 -10 40 Линейные альфа олефины (ЛАО) 0,78 2-3 114-146 -12-0 69-81 Внутренние олефины (ВО ) 0,78 2-3 137 -24 ≈ 82 Линейные парафины 0,77 2,5 >100 -10 >93 Состав РУО - (основа)

Изображение слайда
11

Слайд 11: Состав РУО

Эмульгаторы ПАВ, снижающие поверхностное натяжение на границе раздела вода/нефть Обычно – жирные кислоты, спирты, полимеры и т.п. Могут быть анионными, катионными и неионогенными Имеют гидрофильную «голову» и гидрофобный (липофильный) «хвост» Используются либо «в чистом виде» ( VersaCoat), либо образуются в растворе в процессе реакции эфиров жирных кислот с известью (омыления) – VersaMul. Основное назначение – предотвращение коалесценции капелек воды и стабилизация эмульсии Должны всегда находится в растворе в избытке

Изображение слайда
12

Слайд 12: Строение ПАВ

C C C C C C C C C O C OH Органофильный «хвост» ( гидрофобный – не полярный ) Гидрофильная «голова» ( любящая воду – полярная группа )

Изображение слайда
13

Слайд 13: ПАВ – поверхностно-активные вещества

КАПЛЯ ВОДЫ НЕФТЬ ЭМУЛЬГАТОРЫ НЕФТЬ

Изображение слайда
14

Слайд 14: ПАВ – поверхностно-активные вещества

КАПЛЯ ВОДЫ КАПЛЯ ВОДЫ НЕДОСТАТОЧНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЭМУЛЬГАТОРА СРАЩЕНИЕ КАПЕЛЬ РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ Наихудший C лучай коалесценция

Изображение слайда
15

Слайд 15: Состав РУО

Смачивающие добавки ПАВ, снижающие поверхностное натяжение на границе раздела нефть/твердая фаза Назначение – гидрофобизация барита, карбоната кальция, выбуренного шлама, бурового инструмента Стабилизируют раствор в случае притока пластовой воды Типичные реагенты – VersaWet, VersaSWA

Изображение слайда
16

Слайд 16: Седиментационная не устойчивость твердой фазы

Твердая фаза Твердая фаза Твердая фаза Гидратная оболочка Выпадение твердой фазы Гидратная оболочка Гидратная оболочка Твердая фаза Твердая фаза Твердая фаза

Изображение слайда
17

Слайд 17: ПАВ – поверхностно-активные вещества

Поверхность твердого вещества НЕФТЕСМАЧИВАЮЩИЙ АГЕНТ - разработан для твердых веществ молекула углеводорода Пленка ПАВ Адсорбция ПАВ молекула углеводорода

Изображение слайда
18

Слайд 18: Механиз смачивания

Угол смачивания нефтью маленький Вода Нефть ТВЕРДОЕ ТЕЛО “ СМАЧИВАЕМОЕ ВОДОЙ ”

Изображение слайда
19

Слайд 19: Механиз смачивания

Угол смачивания увеличивается Вода Нефть ТВЕРДОЕ ТЕЛО “ СМАЧИВАЕМОЕ НЕФТЬЮ ” Механиз смачивания

Изображение слайда
20

Слайд 20: Гидрофобно-гидрофильный баланс

C C C C C C C C C O C OH Длина углеводородной цепи и величина функциональной группы

Изображение слайда
21

Слайд 21: Гидрофобно-гидрофильный баланс

Изображение слайда
22

Слайд 22: Состав РУО

Известь гашеная – гидроксид кальция Ca(OH) 2 негашеная – оксид кальция CaO ( осторожно – опасный в обращении реагент, гигроскопичен, экзотермическая реакция с водой) Один из ключевых компонентов практически всех РУО Образование кальциевых мыл Щелочность Нейтрализация кислых газов ( H 2 S и CO 2 ) Всегда должна находиться в избытке

Изображение слайда
23

Слайд 23: Состав РУО

Известь гашеная – гидроксид кальция Ca(OH) 2 негашеная – оксид кальция CaO ( осторожно – опасный в обращении реагент, гигроскопичен, экзотермическая реакция с водой) Один из ключевых компонентов практически всех РУО Образование кальциевых мыл Щелочность Нейтрализация кислых газов ( H 2 S и CO 2 ) Всегда должна находиться в избытке

Изображение слайда
24

Слайд 24: Состав РУО

Загустители Органофильная глина – VG-69, VG-Plus, VersaGel необходимо наличие полярной жидкости (воды) степень загущения тем выше, чем больше содержание в эмульсии воды медленно набухают при низких температурах Нефтерастворимые полимеры – Versa-HTP, VersaMod Понизители фильтрации VersaTrol, VersaLig, EcoTrol нерастворимы в водной и слабо в углеводородной фазах Утяжелители Барит, гематит Кольматанты карбонат кальция

Изображение слайда
25

Слайд 25: Дисперсная фаза РУО

Водный раствор соли Хлорид кальция (предпочтительно) концентрация – 25-35%, активность – 0.6-0.75 Хлорид натрия концентрация – 20-25%, активность – 0.75-0.9 Цель – снижение активности водной фазы, стабилизация раствора, усиление ингибирующих свойств, бурение соляных толщ Для большинства применений, ненасыщенный раствор дает несколько лучшие результаты Вода должна быть тщательно диспергирована в углеводородной основе

Изображение слайда
26

Слайд 26: Водонефтяное отношение

Водонефтяное отношение ( oil/water ratio – OWR) – один из ключевых параметров РУО. Водонефтяное отношение определяет реологические и фильтрационные свойства РУО, стабильность и поведение раствора в скважине. Типовые показатели OWR – от 70:30 до 90 :10. Для ослабленных ( relaxed) эмульсий рекомендуется использовать более высокие отношения (75 :25 или выше). Для плотных ( tight) эмульсий допустимо снижение до 60:40. Чем больше плотность – тем выше должно быть водонефтяное отношение. Для плотностей более 2000 кг / м 3 рекомендуется только 90 :10. Чем ниже водонефтяное отношение – тем выше концентрация извести, эмульгаторов и понизителей фильтрации и ниже содержание органофильной глины.

Изображение слайда
27

Слайд 27: Приготовление РУО

Порядок ввода реагентов Углеводородная основа Загустители ( VG-69, VG-Plus) Эмульгаторы (VersaMul, VersaCoat) Известь Водная фаза (раствор хлорида кальция) Смачивающее ПАВ ( VersaMul, VersaWet, VersaSWA) Реагенты контроля за водоотдачей (VersaTrol) Утяжелитель ( барит) Кольматанты (карбонат кальция) Тщательное диспергирование Время на приготовление – не менее суток Желательно подогреть до +50 ° С или более Перед началом бурения – несколько циклов циркуляции

Изображение слайда
28

Слайд 28: Контроль параметров

Стандартные API исследования плюс: HTHP при 35 атм. и температуре +150 ° С или забойной (по требованию заказчика) Электростабильность при +65 ° С Активность водной фазы Специфика: Реология измеряется при +65 ° С При нагревании пробы вискозиметр должен работать со скоростью 300 об/мин После завершения реологических испытаний, проверьте нет ли в нагревательной чашке осадков в виде барита Щелочность Содержание извести Содержание хлорид-ионов Для титрования требуется разрушение эмульсии (используется смесь ксилена и изопропилового спирта)

Изображение слайда
29

Слайд 29: HTHP Fluid Loss

HTHP регистрируется как (2) х ( объем фильтрата в куб.см за 30 минут ) При отсутствии дополнительных инструкций, испытания проводить при +150 o C Стандартный перепад давления – 35 атм. Фильтрат стандартной (плотной) эмульсии не должен содержать воды Фильтрат свежеприготовленного раствора может содержать небольшое количество воды Проследить, не осаждается ли барит – всегда проверяйте внешний вид и качество фильтрационной корки

Изображение слайда
30

Слайд 30: Электростабильность

Напряжение пробоя эмульсии, измеряемое специальным прибором с пробником с калиброванным зазором Электростабильность является относительной величиной Электростабильность зависит от «прочности» эмульсии, процентного содержания воды, размера капель воды, температуры и т.п... Электростабильность новых (свежеприготовленных) растворов будет низкой пока раствор не пройдет несколько циклов циркуляции через долото. Электростабильность следует замерять при +50 ° или +65 o С

Изображение слайда
31

Слайд 31: Ретортный анализ

Позволяет судить о: содержании воды и углеводородной основы (водонефтяное отношение) содержание соли содержание твердой фазы Предпочтительны реторты большего объема (50 мл.) Проводите анализ тщательно и аккуратно Внимательно следите за отклонениями

Изображение слайда
32

Слайд 32: Осложнения при использовании РУО

Самый главный враг РУО – вода. Изменение OWR не только сразу влияет на параметры раствора, но и чрезвычайно дорого обходится с точки зрения восстановления свойств. Падение OWR при попадании воды может привести к катастрофическому загущению раствора. Единственный способ откорректировать OWR – добавить углеводородную основу. Падение OWR с 90 :10 до 80:20 потребует добавление объема УО, кратного объему загрязненного раствора, т.е. значительное увеличение стоимости раствора. При попадании воды рекомендуется превентивная обработка смачивающими гидрофобизирующими ПАВами – VersaWet, VersaSWA.

Изображение слайда
33

Слайд 33: Приток соленой воды

Усугубляет осложнение Увеличение процентного содержания воды и снижение соотношения “ нефть к воде ” Высокая вязкость Снижение водосмачиваемости твердая фаза Низкая электростабильность Вода в высокотемпературном фильтрате Обработка : Эмульгатор и известь Смачивающий гидрофобизирующий агент для утяжелителя и твердой фазы Барит для регулирования плотности и остановки притока

Изображение слайда
34

Слайд 34: Осложнения при использовании РУО

Падение концентрации эмульгаторов и / или гидрофилизация твердой фазы. Гидрофильная твердая фаза в РУО стремиться к слипанию в комки и выпадению в осадок. В утяжеленных растворах ведет к седиментации барита. Гидрофилизация твердой фазы / утяжелителя может привести к закупорке сеток вибросит. Обычно сопровождается ростом вязкости. Способы борьбы – дообработка известью и эмульгаторами, ввод смачивающих гидрофобизирующих ПАВ – VersaWet, VersaSWA.

Изображение слайда
35

Слайд 35: Осложнения при использовании РУО

Третий главный враг РУО – потери и поглощения раствора в скважине. Основная проблема в данном случае – стоимость. Не все наполнители совместимы с РУО. Рекомендуется использовать слюду, карбонат кальция, графит. При обработке M-I-X II, Nut Plug, опилками и подобными наполнителями рекомендуется соблюдать осторожность из-за их гигроскопичности. Для катастрофических поглощений следует использовать соляро-бентонитовые составы, цементные мосты, технологию Foram-A-Set или Form-A-Plug.

Изображение слайда
36

Слайд 36: Осложнения при использовании РУО

Загрязнение твердой фазой (выбуренным шламом) ведет к увеличению вязкости, росту водоотдачи, увеличению толщины фильтрационной корки. Однако, в общем случае, РУО существенно более толерантны к этому виду загрязнений. РУО исключительно устойчивы к загрязнению солями, гипсом, ангидритом, сероводородом. РУО плотностью более 1600 кг / м 3 склонны к самопроизвольному оседанию барита в динамических условиях при бурении скважин с зенитными углами более 30 градусов. Для утяжеления РУО следует использовать только качественный барит, соответствующий стандартам API. Ни в коем случае не используйте флотационный барит. Цементирование и заканчивание скважин после РУО требует использования специальных буферных растворов.

Изображение слайда
37

Последний слайд презентации: OBM (Oil Based Muds): Заключение

РУО – идеальный выбор для бурения: горячих глубоких скважин массивных солевых отложений массивных глинистых отложений малопроницаемых продуктивных пластов протяженных горизонтальных стволов а также глушения и капитального ремонта скважин Прямые эмульсии не относятся к РУО Современные РУО имеют мало общего с ИБР

Изображение слайда