Том 335 № 9 (2024)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/9/4761

Буровой раствор для бурения многолетнемерзлых горных пород

Актуальность. Дан обзор по проблеме бурения скважин на нефть и газ в условиях распространения многолетнемерзлых пород. При сооружении скважин различного назначения в условиях залегания многолетнемерзлых горных пород к выбору оптимального бурового раствора предъявляются особые требования. Месторождения зоны вечной мерзлоты имеют существенные отличия от условий, где горные породы имеют положительную температуру. Цель. Для условий залегания многолетнемерзлых пород выбор оптимальной технологии бурения играет важную роль. Температура бурового раствора в процессе бурения должна быть равна температуре разбуриваемых пород или быть чуть ниже. Методы. Выполнен анализ типов промывочных агентов, используемых для бурения многолетнемерзлых пород, рассмотрены основные технологии, применяемые при этом. Дано описание разработанной промывочной жидкости, определен оптимальный ее состав. Результаты и выводы. Поставленные задачи решаются с помощью разработки безглинистого полимерного бурового раствора с антиморозными добавками, который имеет температуру замерзания минус 7 °С. Рассмотрены вопросы обратного промерзания скважин и применение, с целью улучшения терморегуляции скважин, термокейса. Изложен выбор теплоизоляционного оборудования на основе прогнозирования температурного изменения свойств горных пород. Показано, что обратное промерзание горных пород при строительстве нефтяных и газовых скважин приводит к появлению негерметичности и смятию обсадных колонн, примерзанию обсадных колонн к стенкам скважины, недоспуску колонн до заданной проектной глубины. Приведена формула, позволяющая определить давление, при котором напряжение в обсадных трубах достигнет предела текучести и происходит смятие обсадных колонн. Показана схема гидратации ионов предлагаемого бурового раствора с многолетнемерзлыми породами и основные причины осложнений. С помощью лабораторных исследований определен оптимальный состав бурового раствора. Внедрение предлагаемого бурового раствора в практику бурения многолетнемерзлых пород позволит успешно сооружать нефтегазовые скважины.

Ключевые слова:

многолетнемёрзлые породы, бурение скважин, буровой раствор, промывка, морозостойкие добавки, температура замерзания, термокейс

Авторы:

Александр Яковлевич Третьяк

Андрей Алексеевич Чумаков

Кирилл Владимирович Кривошеев

Скачать pdf