Введение
1 Особенности бурения скважин на месторождениях арктического шельфа 7
1.1 Геолого-технические условия строительства скважин на месторождениях арктического шельфа 7
1.2 Буровые растворы, применяемые при строительстве скважин в сложных горно-геологических условиях 10
1.2.1 Геолого-физические факторы устойчивого состояния стенок скважины 11
1.2.2 Ингибирующие буровые растворы 19
1.2.3 Технологические проблемы бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин 30
1.3 Требования и основные направления совершенствования технологий получения и применения буровых растворов для строительства скважин в условиях арктического шельфа 32
1.4 Цели и задачи исследований 3 8
2 Выбор и обоснование методов проведения экспериментальных исследований 40
2.1 Анализ методов оценки устойчивости ствола скважины 40
2.1.1 Оценка устойчивости стенок скважины по деформации глинистых пород 45
2.1.2 Физико-химические методы оценки устойчивости глинистых пород 48
2.2 Методы проведения экспериментальных исследований ингибирующей способности буровых растворов 51
2.2.1 Методика проведения исследований ингибирующей способности на тестере динамики набухания глинистых сланцев 51
2.2.2 Определение диспергирующей способности буровых растворов з
2.3 Приборы и средства для исследования технологических параметров промывочных жидкостей 56
2.4 Выводы 57
3 Исследование и подбор ингибирующей основы буровых растворов 58
3.1 Механизм гидратации глинистых пород 58
3.2 Разработка методов снижения гидратационных напряжений на контакте буровой раствор - глинистая порода
3.2.1 Термодинамические показатели процесса гидратации 64
3.2.2 Получение полупроницаемой границы мембранного типа 67
3.2.3 Определение условий компенсации адсорбционного давления 70
3.2.4 Исследование сорбции паров воды в системе глина - буровой раствор
3.3 Исследование ингибирующей способности буровых растворов 77
3.4 Выводы 83
4 Разработка составов полисахаридных буровых растворов 84
4.1 Исследование и подбор полисахаридных реагентов 84
4.1.1 Исследование реологических свойств биополимерных реагентов 85
4.1.2 Исследование солестойких реагентов-стабилизаторов 89
4.2 Влияние геолого-технологических факторов на свойства
полисахаридных буровых растворов 92
4.2.1 Влияние высоких сдвиговых напряжений на реологию растворов биополимеров 92
4.2.2 Микробиологическая деструкция полисахаридов 95
4.2.3 Влияние температуры 98
4.2.4 Влияние коллоидной фазы 102
4.3 Исследование способов снижения наработки бурового раствора
коллоидной фазой 106 4.4 Разработка составов ингибирующих полисахаридных буровых растворов 109
4.5 Выводы 112
5 Управление свойствами промывочной жидкости в процессе строительства скважин 113
5.1 Буровой раствор как объект управления 113
5.1.1 Составление математической модели 114
5.1.2 Методы математического моделирования 115
5.1.3 Численная реализация методов
5.2 Разработка алгоритма управления технологическими свойствами промывочных жидкостей в процессе бурения скважин 121
5.3 Программное управление свойствами бурового раствора на
примере ИБРВТС 122
5.4 Выводы 128
6 Результаты промысловых испытаний 129
6.1 Применение полигликолевых буровых растворов при строительстве скважин на Обской губе 129
6.2 Испытания ингибирующего полисахаридного раствора в Западной Сибири 131
6.3 Выводы 136
Основные выводы и рекомендации 13 7
Литература
