Разработка рецептур прямых и обратных эмульсий в рамках импортозамещения

1.

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ПРЯМЫХ И ОБРАТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ В РАМКАХ
ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ. ПРИМЕНЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ РУО.
Докладчик:
Сазонова Мария Александровна
Инженер по буровым растворам лаборатории
службы по СПЖ Тампонажного управления
РУП «ПО «Белоруснефть»
XIII научно-практическая конференция «Инжиниринг строительства и
реконструкции скважин», г. Самара, 6 – 7 сентября 2023г.

2.

Актуальность темы
На сегодняшний день в республиканском унитарном предприятии «Производственное
объединение «Белоруснефть» существует сервис по буровым растворам Тампонажного
управления.
Одним из основных направлений производственной деятельности РУП «ПО
«Белоруснефть» является оказание услуг по сервисному сопровождению буровых растворов
на территории Республики Беларусь и Российской федерации. Описаны направления
деятельности в области буровых растворов, задачи сервиса по буровым растворам, типы
растворов для каждого интервала бурения, критерии выбора систем бурового раствора.
Снижение капитальных затрат при добыче углеводородов является одной из главных задач
для всех нефтедобывающих Компаний.
В данной работе в том числе предложены концепции снижения затрат на буровые
растворы за счет импортозамещения, подбора более дешевых аналогов и технологий.
В период 2022-2023г в РУП «ПО «Белоруснефть» появились новые типы буровых
растворов и технологических решений, в том числе разработанные в рамках
импортозамещения. За период 2022-2023 г в Российской федерации были успешно испытаны и
внедрены ряд рецептур буровых растворов.
Разработаны рецептуры прямых и обратных эмульсий. Подобраны синтетические
модификаторы реологии для РУО.
Мы не останавливаемся, развиваемся по всем направлениям, улучшая качество буровых
растворов на водной основе, а также на углеводородной основе (РУО).
2

3.

Введение
Республиканское унитарное предприятие «Производственное объединение
«Белоруснефть» – современная международная энергетическая компания, реализующая
проекты по освоению нефтегазовых ресурсов не только в Беларуси, но и в странах ближнего и
дальнего зарубежья в партнерстве с крупнейшими энергетическими корпорациями мира.
Направления
деятельности
области буровых растворов:
• Сервис по БР в РБ и РФ;
• Приготовление и хранение БР;
• Проведение контроля качества БР;
• Разработка новых рецептур БР;
• Поиск новых химических
реагентов;
• Ликвидация поглощений,
осложнений;
• Аудит системы очистки БР.
3
в
Задачи сервиса
растворам:
по
буровым
• Безаварийное бурение с
применением различных БР;
• Предупреждение и минимизация
осложнений, поглощений;
• Обеспечение стабильности ствола
скважин;
• Соблюдение техники безопасности
при работе на объектах работ.

4.

Типы растворов для каждого интервала бурения
4

5.

Разработка новых рецептур буровых растворов 2022-2023г
Растворы на водной основе (РВО)
DIFS
POLYSOLT
БПР-М
DEMULS
ОМС-ПЛЮС
Растворы на углеводородной основе (РУО)
DRILAKS
DRILAKS-ECO
DRILAKS-SYNT
Прямые эмульсии (первого рода)
DEMULS
DEMULS-OMC
DRILAKS-BIO
Дополнительные разработки
Укрепляющие
пачки (крепящие
составы)
5
Разжижающие
пачки
Утяжеленный
буровой раствор без
твердой фазы

6.

Новые рецептуры РУО
DRILAKS-ECO
• Цель: подбор БР РУО наименьшей стоимости с минимальным количеством реагентов
• Назначение: бурения, для технических и эксплуатационных колонн
• Исключение модификатора реологии, органобентонита, понизителя фильтрации. Комплекс
масел (высоковязкое/низковязкое)
Наименование
Масло
минеральное
низковязкое
Масло минеральное
высоковязкое
Эмульгатор
Известь гашеная
Асфальтен
CaCl2
Микрокальцит
6
Концентраци
я, кг/м3
450
200
25
20
20
100
300
Параметр
Плотность раствора, г/см3
ЭС
PV, мПа*с
ДНС, фунт/100 фут2
СНС, Фунт/100 фут2
Сод. смазки, %
22°С
49°С

7.

Новые рецептуры РУО
RILAKS-SYNT
• Цель: подбор БР РУО с синтетическими латексными модификаторами реологии для
особо сложных работ при высоких забойных температурах;
• Назначение: бурения, глушение скважин, для продуктивных пластов;
Наименование
Концентраци
я, кг/м3
Параметр
22°С
49°С
Масло минеральное низковязкое
650
Плотность раствора, г/см3
1,20
1,20
Органобентонит
8
ЭС
776
620
Модификатор реологии
синтетический
10
PV, мПа*с
48
26
Эмульгатор
Известь гашеная
Асфальтен
CaCl2
Микрокальцит
25
20
20
100
300
ДНС, фунт/100 фут2
24
22
СНС, Фунт/100 фут2
12/18 12/17
Сод. смазки, %
71
71

8.

Прямые эмульсии
DEMULS-BIO
• Цель: подбор БР РУО наименьшей стоимости с минимальным количеством реагентов
• Назначение: бурения, для технических и эксплуатационных колонн
• Исключение модификатора реологии, органобентонита, понизителя фильтрации. Комплекс
масел (высоковязкое/низковязкое)
Наименование
Параметр
22°С
49°С
Плотность раствора, г/см3
1,23
1,23
0,03
Ус. вязкость, сек.
110
98
Ксантановая камедь
Крахмал реамил
4
4,8
Фильтрация, см3/30 мин.
Эмульгатор
18
Пеногаситель
Масло высоковязкое
1,5
240
4
300
Вода пресная
Биоцид
Сода каустическая
Асфальтен
Доломит
6
Концентрац
ия, кг/м3
600
0,5
0,6
PV, мПа*с
17
16
ДНС, дПа
49
46
СНС, Фунт/100 фут2
20/26
18/22
Сод смазки, %
24

9.

Прямые эмульсии
DEMULS-OMC
• Цель: подбор БР РУО с синтетическими латексными модификаторами реологии для
особо сложных работ при высоких забойных температурах;
• Назначение: бурения, глушение скважин, для продуктивных пластов;
Концентраци
я, кг/м3
Наименование
Пресный
раствор (ОМС)
сапропелевый
600
Параметр
22°С
49°С
Плотность раствора, г/см3
1,15
1,15
Ус. вязкость, сек.
90
82
Эмульгатор
18
Фильтрация, см3/30 мин.
Пеногаситель
1,5
PV, мПа*с
36
30
270
ДНС, дПа
25
22
СНС, Фунт/100 фут2
6/7
5/6
Масло минеральное
высоковязкое
Асфальтен
Доломит
8
200
Сод смазки, %
0,5
27

10.

Дополнительные разработки
Укрепляющие пачки (крепящие составы)
• Цель:
предупреждение осыпаний пород в глинисто-галитовой подтолще.
• Задача: кольматация пор и микротрещин с созданием прочной корки на поверхности пласта за счет применения крепящего
состава
Наименование
Концентрация, кг/м3
Вода, м3
10 м3
Полимерсиликат калия
300-400
Микрокальцит МК-60, кг
400-600
Микрокальцит МК-200, кг
800-1200
Разжижающая пачка Асфасоль
• Цель: снижение реологических характеристик, частичное ингибирование;
• Назначение: при бурении;
• Необходимость модифицирования соленасыщенного бурового раствора
1)
2)
3)
4)
Придание
ингибирующих
свойств
стандартным
соленасыщенным растворам путем замены обычного рассола;
Не допущение повышения фильтрации при вводе рассола;
Хорошие свойства разжижения;
Низкая стоимость.
Наименование
Горячая вода
Пеногаситель
Каустическая сода
Асфальтен
Соль техническая
7
Концентрация,кг/м3
10 м3
1
3
200
330

11.

Утяжеленный буровой раствор без твердой фазы (БТФ)
• Цель: подбор БР без абразивной твердой фазы с пониженными реологическими свойствами;
• Назначение: бурения, глушение скважин, для продуктивных пластов, низкой гидродинамики;
• Раствор на водной основе с добавлением растворимого утяжелителя – нитрита кальция Ca(NO3)2;
• В рецептуре отсутствуют инертные (нерастворимые) утяжелители - мел, микрокальцит, барит;
• Плотность раствора без инертных утяжелителей – 1,59 кг/м3;
• Удовлетворительные несущие и удерживающие свойства как в динамическом, так и в статическом состоянии;
Рецептура и параметры утяжеленного бурового раствора без твердой фазы (БТФ):
Наименование
реагента
Н2О
Каустическая сода
Нитрат кальция
Ксантановая
камедь
Крахмальный
реагент Реамил
Хлорид кальция
Пеногаситель
8
Функция реагента
Основа (водная фаза)
Регулятор рН
Растворимый утяжелитель
Конц-ция,
кг/м3
3,5
500
Регулятор реологии
5
Понизитель фильтрации
20
Растворимый утяжелитесь,
минерализатор
Пеногаситель
400
1
Параметр
22°С
49°С
Плотность раствора, г/см3
Ус. вязкость, сек.
Фильтрация, см3/30 мин.
PV, мПа*с
ДНС, дПа
СНС, Фунт/100 фут2
pН
Твердая фаза
1,59
62
1,59
43
5,2
51
76
3/5
8.2
38
59
3/4
8
23*

12.

Тяжелый буровой раствор (ТБР)
Цель: подбор БР с максимальной плотностью для бурения, экономия барита
Назначение: бурения, глушение скважин.
Раствор с максимальной плотностью для РУП «ПО «Белоруснефть» 2,23 кг/м3
Использование растворимых утяжелителей (нитрита кальция,хлорид кальция) и инертного утяжелителя
(барит)
Рецептура и параметры тяжелого бурового раствора (ТБР):
Наименование
реагента
Н2О
Каустическая
сода
Нитрат кальция
Ксантановая
камедь
Крахмальный
реагент Реамил
Хлорид
кальция
Пеногаситель
Барит
9
Функция реагента
Основа (водная фаза)
Конц-ция,
кг/м3
-
Регулятор рН
3,5
Растворимый утяжелитель
550
Регулятор реологии
5
Понизитель фильтрации
Растворимый
утяжелитесь,
минерализатор
Пеногаситель
Нерастворимый утяжелитель
20
400
1
1100
Параметр
22°С
49°С
Плотность раствора, г/см3
2,23
2,23
Ус. вязкость, сек.
69
55
Фильтрация, см3/30 мин.
5,8
PV, мПа*с
82
63
ДНС, дПа
78
44
СНС, Фунт/100 фут2
5/6
4/5
pН
8,1
7,9
Твердая фаза
35

13.

Снижение затрат, импортозамещение
Реагент
Тип
БР
Использование
Результат
Экономия, снижение
стоимости раствора, %
Частичная замена модификатора
2021г: - 10% (ОПИ)
Минеральное
реологии, исключение
2022г: - 29% (внедрение)
масло
органобентонита, частичная
2023г: - 37% (внедрение)
замена понизителя фильтрации
Использование более
2021г: - 15% (ОПИ)
дешевого крахмального
Частичная замена ПАЦ
2022г: - 21% (внедрение)
Понизитель
реагента
2023г: - 25% (внедрение)
РВО
фильтрации
Использование технической
Частичная замена
2021г: - 22% (ОПИ)
модификации крахмала
дорогостоящей ксантана
2022г: - 49% (внедрение)
Частичная замена утяжелителей:
Использование дешевых
2021г: РУО,
•Малой плотности – мела,
Утяжелители
доломитовых утяжелителей
2022г: - 19% (ОПИ)
РВО
микрокальцита, мрамор;
разных плотностей
2023г: - 25% (ОПИ)
•Средней плотности - барита
2021г: - 33% (ОПИ)
Сапропель
Использование дешевого Замена бентонитового порошка,
РВО
2022г: - 41% (внедрение)
(ОМС)
органо-минерального сырья
кольматация
2023г: - 27% (внедрение)
Частичная замена понизителя
2021г: - 15% (ОПИ)
РУО, Использование дешевого
фильтрации РУО,
Асфальтен
2022г: - 23% (внедрение)
РВО
комплексного реагента
ингибирование,
2023г: - 28% (внедрение)
микрокольматант
Частичная замена калия
2021г: - 25% (ОПИ)
Полимерсиликат РВО Использование ингибитора
хлористого, ксантана,
2022г: - 33% (внедрение)
поддержание рН
2023г: - 29% (внедрение)
РУО
Комплекс масел
(осно
(высоковязкое/низковязкое)
ва)
13

14.

Спасибо за внимание!
Сазонова Мария Александровна
Инженер по буровым растворам лаборатории службы по СПЖ Тампонажного управления
РУП «ПО «Белоруснефть»
[email protected]
15