Приготовление буровых растворов

                Технология приготовления бурового раствора 

Процесс приготовления бурового раствора включает в себя три технологические операции:

     а) приготовление исходного раствора;

     б) обработка его реагентами для обеспечения требуемых параметров;

     в) обеспечение требуемой плотности  в случае разбуривания пластов с  аномальным давлением.

Исходный  раствор готовится по требуемой  плотности смешением дисперсной среды (вода) и дисперсной фазы (глинопорошок).

Технология  обработки раствора реагентами должна предусматривать очередность и способ ввода реагентов. Их дозирование и время перемешивания предусмотренными техническими средствами, контроль параметров должны производиться согласно регламенту. 

     Выбор оборудования для  приготовления растворов  

В современных  условиях бурения для приготовления  бурового раствора используется следующее  оборудование: блок приготовления растворов  БПР-70 с выносными гидроэжекторными смесителями и загрузочными воронками, емкости циркуляционной системы с гидравлическими и механическими перемешивателями, диспергатор, насосы.

В таблице  1 приведен состав оборудования для приготовления и очистки бурового раствора, применяемый в УУБР. 
 
 
 
 

     Таблица 1

     Оборудование  для приготовления и очистки  бурового раствора

Управление  свойствами растворов  в процессе бурения  скважин

В процессе бурения скважин параметры буровых  растворов выходят за  пределы  регламентированных значений в связи  с поступлением шлама, пластовых  флюидов и т. д. Это приводит к  дестабилизации промывочной жидкости.

Такого  негативного влияния необходимо избегать. Это достигается путем:

• периодического контроля  параметров бурового раствора;
• выбора технологии и средств очистки бурового раствора;
• выбора средств повторных химических обработок раствора.

                       Контроль параметров буровых растворов 

     Показатели  свойств бурового раствора не реже одного раза в неделю должны контролироваться лабораторией бурового предприятия  с выдачей буровому мастеру результатов  и рекомендаций по приведению параметров раствора к указанным в проекте.

     Перед и после вскрытия пластов с АВПД, при возобновлении промывки скважины после СПО, геофизических исследований, ремонтных работ и простоев, необходимо начинать контроль плотности и вязкости. Контроль газосодержания в буровом растворе следует начинать сразу после восстановления циркуляции.

     При вскрытии газоносных горизонтов и дальнейшем углублении скважины (до спуска очередной  обсадной колонны)  должен проводиться  контроль бурового раствора на газонасыщенность.

     В данном случае можно руководствоваться  таблицей 2

     Таблица 2

     Периодичность контроля параметров бурового раствора

                  Технология и средства очистки буровых растворов 

     При выборе оборудования для очистки необходимо учитывать нормы на технологические параметры по ступеням очистки – таблица 3 
 

     Таблица 3

     Нормы на технологические параметры по ступеням очистки

Очистка бурового раствора от выбуренной породы и газа должна осуществляться комплексом средств, в последовательности: скважина – блок грубой очистки (вибросито) – дегазатор – блок тонкой очистки (пескоотделитель и илоотделитель) – блок регулирования твердой фазы (гидроциклоны, центрифуга). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                        Управление  свойствами буровых растворов 

     Все разработанные мероприятия по управлению свойствами растворов представлены в таблице 4.

     Таблица 4

     Мероприятия по управлению свойствами растворов  по интервалам бурения

Мероприятия по санитарно-экологической  безопасности применения буровых растворов 

Строительство скважин связано с использованием земельных отводов и сопровождается неизбежным техногенным воздействием на объекты природной среды. Для устранения отрицательного влияния процессов строительства скважин на природную среду предусматривается комплекс мероприятий, направленных на ее охрану и восстановление. Эти мероприятия соблюдают основные правила экологически безопасного ведения буровых работ на всех этапах строительства скважин, включая проведение подготовительных и вышкомонтажных работ, бурение, испытание, а также консервацию скважин, контроль за состоянием окружающей среды. Мероприятия направлены на охрану водных ресурсов, атмосферного воздуха, почвы, биосферы, недр и восстановление природно-ландшафтных комплексов.

Основным  руководящим документом является «Инструкция  по охране окружающей среды при строительстве  скважин на нефть и газ на суше»  РД 39-133-94, а также действующие нормативно-справочные и инструктивно-методические материалы по охране окружающей среды.  

                                Охрана окружающей среды и недр 

Наука, изучающая условия существования  живых организмов, их взаимосвязь  между собой и средой обитания, называется экологией (с греч. экое - дом, логос - наука). Взаимодействие человека и природы должно  полнее удовлетворять потребности общества в природных ресурсах, а также обеспечивать всемерное восстановление ресурсов. Необходимо осуществлять восполнение и охрану природы, как живой - флоры и фауны, так и неживой – атмосферы. Также гидросфера (поверхностные и подземные водные объекты), литосфера (земли, почва, недра), подвергается негативному воздействию в результате строительства, эксплуатации и ликвидации скважин. При этом основными источниками загрязнения окружающей среды и недр являются, прежде всего, отходы бурения: буровой шлам, буровые сточные воды, отработанные буровые растворы и технологические жидкости, материалы и реагенты для приготовления жидкостей, ГСМ, выхлопные газы  ДВС,  продукты  сгорания  топлива в котельных установках, использованные тара и упаковка, металлолом.

Одним из важных природоохранных мероприятий  при строительстве нефтяных и газовых скважин является повсеместное применение экологически вредных буровых растворов, не оказывающих загрязняющего и токсичного действия на объекты окружающей среды и человека как непосредственно, так и в результате взаимодействия, реакции каких-либо компонентов растворов и среды.

По степени  опасности ядовитые вещества по ГОСТ 12.1.605-88 делятся на четыре класса 1 - чрезвычайно  опасные; 2 - высокоопасные; 3 - умеренно опасные; 4 - малоопасные.

Наряду  с классом опасности вещества характеризуются нормами предельно допустимых концентраций (ПДК) в окружающей среде.

Сведения  по указанным характеристикам для  некоторых реагентов и буровых  растворов приведены в таблице 26. 
 

Таблица 26

Экологические нормативы растворов, шламов, реагентов

     Мероприятия по охране окружающей среды и недр при строительстве скважин в  конкретном регионе входят в состав технологических регламентов, разрабатываются, как правило, проектными институтами и согласовываются с соответствующими организациями горного и экологического надзора. Ниже приведены некоторые наиболее распространенные рекомендации, используемые при разработке мероприятий по охране окружающей среды и недр

     1. Применять малотоксичные рецептуры  промывочных жидкостей и технологию  управления их свойствами, обеспечивающие  сокращение объемов жидких и  твердых отходов бурения.

Использовать  малоотходную технологию промывки, повторное  применение растворов при бурении последующих скважин.

     2. Для приготовления, регулирования  параметров и очистки буровых  растворов

территории  скважин глинопорошком, химреагентами, буровым раствором, шламом.

     3. Для химической обработки использовать  реагенты, выпускаемые по ГОСТу или ТУ, поставляемые на буровую в заводской упаковке, полиэтиленовых мешках, резино-кордовых или металлических контейнерах.

     4. Запрещается применение химреагентов  и материалов, санитарно-токсикологические  свойства которых неизвестны.

     5. Для предупреждения загрязнения продуктивных пластов технология промывки должна обеспечивать низкий показатель фильтрации в сочетании с минимально допустимой репрессией на пласты.

     6. Для уменьшения расхода химреагентов  необходимо применять растворы  с минимальным содержанием твердой фазы и использовать многофункциональные и синергетические реагенты.

     7. Шлам и песок с очистных  устройств, а также избыточный  буровой раствор отводят в  накопитель со специальным гидроизолирующим  покрытием, препятствующим фильтрации  жидкой фазы в тело насыпи и почвенный грунт.

     8. Технология сбора, утилизации  и захоронения отводов бурения  должна соответствовать «Регламенту  на утилизацию и захоронение  отходов бурения при строительстве  скважин», разработанному  применительно  к  конкретному ремонту работ.

     9. Для предупреждения загрязнения  недр буровым раствором и его  фильтратом, а также исключения  гидроразрыва пород, наряду с  исключением нерегламентируемых  отклонений фактических параметров  растворов, необходимо ограничивать  скорость спуска инструмента, исключить значительные колебания гидродинамических давлений. 
 
 
 

   7.2. Охрана труда 

     Мероприятия по охране труда при строгом их выполнении призваны обеспечить безопасность работ при приготовлении и  управлении свойствами буровых растворов.

     Перечень  некоторых мероприятий по охране труда приведен ниже.

     1. Для приготовления бурового раствора  и обработки его химическими  реагентами должны допускаться  лица, прошедшие инструктаж и  обучение по безопасному ведению  работ.

     2. При длительном контакте с  буровыми растворами, шламом необходимо проводить профилактические осмотры с оценкой функционального состояния внутренних органов

     3. Рабочее место по приготовлению  и химобработке буровых растворов  должно быть оснащено:

     а) средствами индивидуальной защиты (спецодежда в случае необходимости, очки, перчатки, респираторы),

     б) аптечкой с медикаментами и перевязочным материалом и растворами: 1%-м раствором  борной кислоты; 2% раствором питьевой соды; 0,5% раствором марганцовокислого калия;

     в) средствами пожаротушения.

     4. При термических ожогах рекомендуется вначале делать примочки из 0,5% раствора марганцовокислого калия или этилового спирта (96%), а затем смазать обожженный участок мазью от ожогов и наложить повязку.

     5. При попадании на кожу каустической  соды или другой щелочи этот участок тщательно промывается струей воды, обрабатывается 1% раствором борной кислоты и смазывается борным вазелином.

     6. При попадании на кожные покровы  кислоты участок кожи промывается  водой, обрабатывается 2% раствором  питьевой соды и смазывается  борным вазелином.

     7. При   попадании   щелочи   или   кислоты   в   глаза    пострадавшему   вначале необходимо  промыть глаза большим количеством  проточной воды, затем 2% раствором  питьевой соды (при попадании  кислоты) или 1%    раствором  борной кислоты   (при    попадании    щелочи). После    оказания    первой    помощи пострадавшему необходимо обратиться к врачу.

     8. При применении РУО должны  быть приняты  меры    по  предупреждению загрязнения рабочих  мест и загазованности воздушной  среды. Для контроля загазованности должны проводиться замеры воздушной среды у ротора, в БПР, у вибросит и в насосном помещении, а при появлении загазованности – принимать меры по ее устранению. При концентрации паров углеводородов свыше 300мг/м³ работы должны быть приостановлены, люди выведены из опасной зоны.

     9. При ингаляционных повреждениях (вдыхания паров аммиака или  др.) пострадавшего нужно немедленно  вывести на свежий воздух, освободить  от стягивающей одежды, создать  спокойную обстановку, напоить теплым  чаем. В случае необходимости - вызвать врача.

     10. По окончании работ с химическими  реагентами необходимо:

     а) тщательно промыть средства индивидуальной защиты и сложить в строго отведенном месте,

     б) вымыть теплой водой с мылом лицо и руки, прополоскать рот.

     11. Мероприятия по охране труда и оказание первой медицинской помощи при работе   с   новыми   химическими   реагентами,   в   том   числе   импортного производства,   проводятся   в   соответствии   с   сертификатом   качества   или токсикологическим паспортом.

     12. Температура самовоспламенения паров РУО должна на 50°С превышать максимально ожидаемую температуру раствора на устье скважины. 
 

     Библиографический список:

1. Учебно-методическое пособие по дисциплине Буровые промывочные раство     ры – Уфа: УГНТУ, 2000. –  46 с.
2. Иогансен К.В. Спутник буровика: справочник – М.: Недра, 1990. – 303 с.
3. Булатов А. И., Пеньков А. И., Проселков Ю. М. Справочник по промывке скважин. – М.: Недра, 1984.
4. Калинин А.Г., Григорян Н.А., Султанов Б.З. Бурение наклонных  скважин. –М. Недра. 1990.