ПАВ (поверхностно активные вещества) – используются в виде добавки к буровому раствору, как метод интенсификации отдачи флюида в процессе вскрытия продуктивных пластов. В зависимости от наличия химических связей делятся на группы:
- Неионогенные ПАВ — спирты, амины, полисахариды, карбоновые кислоты и др.
- Анионоактивные – мыло, эфиры и соли серной кислоты и т.д. В жидкости диссоциируются на инактивные катионы и активные анионы.
- Катионоактивные – азотосодержащие основания и их соли, катионы. При распаде остаются поверхностно активными.
Выбор оптимальной рецептуры
Во время работы по вскрытию продуктивных слоев, в буровых растворах традиционно используют сульфатонатриевые соли и сульфанол. Также ОП -10 , относящийся к неионогенным ПАВ. Общим недостатком является вспенивание бурового раствора, и это предусматривает ведение пеногасителя. Необходимое количество реагента зависит от его возможности снижать поверхностное натяжение и увеличение концентрации на твердой фазе.
Оптимальность рецептуры для вскрытия пласта исходит из анализа оценок его влияния на изменение способности проникновения пористой среды, и исчисляемому коэффициенту восстановления после фильтрации при перепадах давления, характерных на начальном этапе вскрытия.
В целях ограничения глубинной проницаемости дисперсной фазы и среды бурового раствора, добавляется кислоторастворимый кольматант. Выбор фракционного состава обусловлен серией проведенных исследований кернового материала в данном месторождении.
Правильный выбор полимерных реагентов полисахаридов и фракционного состава способствуют оперативному формированию пласта в призабойной, малопроницаемой зоне кольматации. Она сдерживает глубину проникновения бурового раствора в пласт, и способна разрушаться после первичного вскрытия.
Причины вспенивания
- Попадания газа в буровой раствор при бурении, вследствие эффекта диффузии и поршневания, уменьшения давления на пласт.
- Взаимодействия буровых растворов с солями выбуренных пород, возможно пластовых вод, и при химической обработке пенообразующими реагентами. Результат можно получить только от избыточного, не адсорбированного твердой фазой реагента — пеногасителя.
- Добавление порошкообразных ингредиентов.
- Нарушение герметичности отдельных деталей обвязки насосов
- Гидродинамическая недоработка циркуляционных систем, как турбулизация бурового раствора.
- Снижение забойного давления.
- Повышение температурного режима.
- Гидрофобная поверхность обломков выбуренных пород.
- Механические — разрушенная структура слабо противостоит сопротивлению среды, и провоцирует выделение пузырьков.
- Физико-химические — сводится к снижению поверхности натяжения границы и вытеснении пузырьков ПАВ.
Пеногаситель ПЭС- 1
Призван подавлять активность пенообразования в буровых и тампонажных растворах, имеющих полимерную — гуматную, лингносульфатную и акриловую основу. Используют в виде добавки к технологическим растворам перфорации, консервации или глушении. Обладает:
- химической инертностью
- совместимостью с другими реагентами, разжижителями, флоккулянтами, щелочными регуляторами, бактерицидами, фильтрационными составляющими
- небольшой величиной поверхностного натяжения
- свойственна низкая испаряемость
- быстрая растворимость в жидкости
- совместим с минеральными маслами
- радиационной устойчивостью
- высокой степенью гидрофобности
- текучестью
- оперативной способностью создавать на поверхности пленку
- диэлектрическим и демпфирующими свойствами
- взрывобезопасен (IY класс опасности)
Пеногаситель относится к химической обработке тампонажных и буровых растворов для работы в скважине, при этом расширяя его функциональную универсальность, снижает энергоемкость процессов, предусматривая альтернативную замену. Широко используется в Удмурдии, Западной Сибири, Казахстане, Республике Коми и других регионах. Ежегодный объем использования – 400 тонн.
Принцип действий пеногасителей
Пеногасители состоят из ПАВ и носителя – органического растворителя с высокой подвижностью. Принцип поглощения пены сведен к высокой адсорбционной способности. Пленка пузырька, сдерживающего пену, является границей раздела фаз с поверхностью коллоидной частицы. Реагент пенообразователь выталкивается пеногасителем.
Наличие пены на поверхности предполагает ее самостоятельное разрушение. Содержание ее внутри бурового раствора может только частично разрушить пену — преодолеть прочность структуры под силу только крупным пузырькам. В процессе перемешивания в растворе пузырьки сливаются, поскольку слабая пленка, вытесненной ПАВ, не может противостоять соединению. Пузырьки увеличиваются в объеме и лопаются. Это положительно сказывается на функциональности насосов.