Правильные добавки для буровых растворов могут существенно повысить эффективность работ при бурении под землёй. Они изменяют поведение жидкости, чтобы решать любые возникающие проблемы на большой глубине ствола скважины. Загустители удерживают сверлильную шлам в нужном положении, а качественные смазочные материалы могут снизить крутящие нагрузки примерно на 28% при направленном бурении, согласно данным SPE за прошлый год. Все эти корректировки приводят к улучшению показателей работы на уровне буровой установки. Более высокая скорость проходки означает меньшее время ожидания, а также снижение нагрузки на оборудование, что уменьшает энергозатраты. Эти преимущества подтверждаются полевыми испытаниями. Одно исследование, проведённое в 2022 году, показало, что использование специальных смесей добавок позволило сократить время бурения примерно на 19% в сланцевых формациях. Основные причины? Более чистые стволы скважин и меньшее количество случаев засорения долота обломками в ходе операций.
Правильные добавки могут сократить периоды простоев буровых работ, вызванные нестабильностью ствола скважины или потерями бурового раствора. Когда материалы для устранения поглощений смешиваются с определёнными волокнистыми полимерами, они эффективно герметизируют трещины в трещиноватых породах, снижая потери жидкости на 60–80 процентов. Не стоит забывать и о ингибиторах сланцев — они предотвращают набухание реакционноспособных глин и связанные с этим проблемы. Анализ последних данных по эффективности бурения за 2024 год показывает интересную тенденцию: скважины, обработанные высококачественными добавками, имели простои примерно на одну пятую меньше по сравнению со стандартными системами. Такое улучшение играет ключевую роль в соблюдении графиков и бюджета проектов.
Критические показатели эффективности включают:
| Метрический | Целевой диапазон | Метод измерения |
|---|---|---|
| Эквивалентная циркуляционная плотность (ECD) | ±0,3 фунта на галлон от пластового давления | Инструменты измерения давления во время бурения |
| Объем фильтрата | <5 мл/30 мин | Фильтр-пресс API |
| Реологический профиль | прочность геля 6–8 сек | Вискозиметр Fann 35 |
Эти показатели позволяют в режиме реального времени оптимизировать концентрацию добавок, обеспечивая стабильные условия ствола скважины и раннее выявление отклонений в работе.
В 2024 году проект в Мексиканском заливе достиг рекордных результатов с использованием сульфонированных полимерных добавок:
Система обеспечивала термостабильность при температуре 350 °F, одновременно демонстрируя превосходную смазывающую способность в участках большого зенитного угла, что подтверждает ценность передовых составов в сложных условиях
Производители по всему сектору переходят от традиционных материалов к синтетическим полимерам и биоразлагаемым смазкам, соответствующим более строгим экологическим стандартам, при этом сохраняя высокую эффективность. Согласно последним отраслевым данным за прошлый год, около двух третей операторов предприятий начали уделять внимание добавкам с более низким уровнем токсичности, в основном из-за новых нормативных требований и экономии на утилизации опасных отходов. Экологически чистые альтернативы технически работают так же хорошо, как и их предшественники, но значительно снижают ущерб окружающей среде; по некоторым данным, в отдельных областях применения наблюдается сокращение до почти сорока процентов.
Правильные добавки могут существенно изменить поведение жидкостей в процессе бурения, обеспечивая оптимальный режим течения. Например, бентонитовая глина увеличивает вязкость примерно в три раза при смешивании в количестве около 40 фунтов на баррель, согласно последним отраслевым отчетам, которые мы видели на LinkedIn в прошлом году. С другой стороны, такие материалы, как полияннонцеллюлоза (PAC), фактически снижают пластическую вязкость примерно на 18 процентов в соленых условиях, с которыми бурильщики сталкиваются довольно часто. Анализируя реальную практику в районе бассейна Пермского края, операторы, которые оперативно вносили подобные корректировки, добились снижения колебаний эквивалентной циркуляционной плотности (ECD) почти на четверть. Это имеет большое значение, поскольку нестабильные стволы скважин создают серьезные проблемы при спуске и подъеме колонны труб.
Современные добавки для контроля фильтрации позволяют поддерживать потери жидкости ниже 4 мл за 30 минут при работе с проницаемыми песчаниками в соответствии со стандартами испытаний API 13B-1. При добавлении наночастиц в эти составы образуются чрезвычайно тонкие фильтрационные корки толщиной от 0,2 до 0,5 микрометров. Это приводит к снижению повреждения призабойной зоны пласта примерно на 40% по сравнению со старыми продуктами на основе лигносульфонатов. Для операторов, работающих с реактивными сланцами, добавки двойного назначения предоставляют реальные преимущества. Эти материалы одновременно решают проблемы потерь жидкости и предотвращают расширение сланцев. Полевые испытания показывают, что набухание глины остаётся ниже 10%, даже в сложных геологических условиях, где традиционные методы оказываются неэффективными.
Высокопроизводительные добавки сохраняют вязкость в пределах ±5% после 16 часов воздействия при температуре 350°F/177°C (данные испытаний HPHT Rolling Test 2023). Синтетические сульфированные сополимеры превосходят натуральный бурый уголь при температурах выше 300°F, демонстрируя на 78% более низкие показатели термодеградации. В скважине HPHT в Мексиканском заливе глубиной до 25 000 футов применение термостабильных добавок позволило снизить частоту замены бурового раствора на 62%, что значительно улучшило непрерывность операций.
Синтетические полимеры обеспечивают на 31% лучшую реологическую стабильность в соленой среде, однако биополимеры растительного происхождения, такие как ксантановая камедь, разлагаются на 89% быстрее в морских условиях (отчет OCS по соответствию экологическим нормам 2024 г.). Последние испытания показали, что модифицированные смеси крахмала с полиаминами обеспечивают 92% извлечения шлама — аналогично синтетическим ингибиторам — при снижении токсичности для морской среды на 55%.
Добавки для буровых растворов решают конкретные эксплуатационные задачи за счёт изменения реологических, фильтрационных и стабилизирующих характеристик. Выбор зависит от типа породы, температурного профиля и целей бурения.
Барит остаётся отраслевым стандартом утяжелителя, повышая плотность раствора для уравновешивания пластового давления при сохранении способности перекачивания. Концентрации обычно находятся в диапазоне от 35 до 80 фунтов на баррель, предотвращая выбросы в пластах с высоким давлением.
Смеси материалов для ликвидации поглощений, сочетающие волокнистые компоненты (например, целлюлозу) и гранулированные частицы (карбонат кальция), снижают потери жидкости на 40 % в трещиноватых зонах. Оптимизированные составы позволили восстановить 90 % циркулирующего раствора в карбонатных коллекторах в ходе недавних полевых испытаний (исследование StabilityLine, 2023 год).
Лигносульфонаты нейтрализуют заряды частиц глины в рециркулирующих жидкостях, снижая пластическую вязкость на 30–50% и уменьшая потребность в гидравлической мощности насоса. Эти добавки продлевают срок службы бурового раствора и сокращают расход пресной воды на 15% на каждую скважину.
Сочетание пластинчатой структуры бентонита с полимерами ксантановой камеди создаёт жидкости, обладающие свойствами структурного разрушения при сдвиге, что улучшает транспортировку шлама на 40%. Такая синергия обеспечивает эффективную очистку ствола скважины, минимизирует гидроудары при спускоподъёмных операциях и стабилизирует сланцы при температурах до 350°F.
Технологическая сфера буровых растворов проделала долгий путь с тех старых систем на основе глины, которые мы использовали раньше. Бентонит и барит по-прежнему играют ключевую роль в регулировании вязкости и плотности, но новейшие материалы набирают обороты. Возьмём, к примеру, полимеры, армированные графеном, или биоразлагаемые ингибиторы сланцевого набухания, которые компании начали тестировать. Эти новые материалы способны выдерживать температуры около 450 градусов по Фаренгейту без разрушения, что весьма впечатляет по сравнению с традиционными вариантами. Полевые испытания показывают, что они фактически увеличивают скорость бурения (ROP) примерно на 18%, поэтому операторы обращают на них внимание. Регулирующие требования также стимулируют прогресс. В настоящее время 32 страны предъявляют определённые стандарты к морским буровым работам. Это вынуждает всё больше компаний переходить на экологически чистые химические составы, несмотря на то, что они обычно стоят на 10–15 процентов дороже традиционных аналогов. Дополнительные расходы оправдывают себя для многих операторов, стремящихся опережать изменения в законодательстве, сохраняя при этом эффективность эксплуатации.
Исследования, проведённые в 2024 году на четырнадцати скважинах в Мексиканском заливе, показали, что добавление нанокомпозитов на основе диоксида кремния сократило накопление шлама почти на 27% по сравнению с обычными диспергаторами. Интересно, что новые составы поддерживали эквивалентную циркуляционную плотность около 14,5 фунтов на галлон даже при экстремальном давлении в 15 000 psi, что обеспечивает более качественную очистку ствола скважины без нарушения окружающих пород. Полевые операторы также отметили значительный эффект — экономию около 22 часов на каждой скважине, что в среднем по всем площадкам дало экономию порядка 185 тыс. долларов США. Эти результаты ясно показывают, почему многие компании начинают инвестировать в передовые технологии добавок для буровых работ.
Ожидается, что мировой рынок добавок для буровых растворов достигнет 8,2 миллиарда долларов к 2033 году (Verified Market Research, 2024), что отражает растущую уверенность в доходности инвестиций в передовые системы. Хотя новые добавки стоят на 20–35% дороже, они приносят измеримую отдачу за счёт:
Операторы окупают затраты на модернизацию уже за 3–5 скважин благодаря повышению эффективности и снижению расходов на утилизацию отходов.
Эффективное бурение требует индивидуальных составов буровых растворов, учитывающих уникальные геологические условия. Согласно Отчёту об эффективности буровых растворов 2024 года, несоответствие состава добавок приводит к 18% простоев в сложных формациях. Современные подходы объединяют мониторинг в реальном времени и адаптивную химию для динамической оптимизации производительности.
В сланцевых формациях с большим содержанием реакционноспособной глины масляные буровые растворы, как правило, являются предпочтительным выбором, поскольку они обеспечивают лучшее подавление набухания глины, а также необходимые смазывающие свойства. Что касается синтетических полимерных добавок, они могут снизить проблемы, связанные с гидратационным давлением, на 40–60 процентов по сравнению с традиционными смесями. Водные системы также набирают популярность, особенно потому, что компании стремятся к более экологичным решениям. Начинают применять такие компоненты, как модифицированные камеди ксантана, в качестве реагентов для регулирования вязкости, что помогает соблюдать экологические нормы и при этом решать проблемы с крутящим моментом при бурении в районе соляных куполов. Согласно исследованию, опубликованному SPE в прошлом году, специально разработанные буровые растворы снизили количество инцидентов, связанных с нестабильностью ствола скважины, примерно на 34% в районах с особенно высоким геологическим напряжением.
Автоматизированные системы теперь регулируют дозирование добавок с отклонением ±5% от оптимальных значений, используя данные о давлении и температуре в скважине в реальном времени. Когда датчики фиксируют снижение вязкости, они немедленно запускают введение полимеров или стабилизаторов глины. В ходе испытаний на месторождениях бассейна Пермского края (IADC 2023) этот замкнутый цикл позволил сократить простои, связанные с буровым раствором, на 22 часа на одну скважину.
Оператор на Северном море избежал расходов на ликвидацию обрушений ствола скважины на сумму 1,2 млн долларов США, применив специальную смесь раствора, содержащую:
Эта формула сохранила целостность пласта при давлении до 8500 psi и обеспечила эффективность удаления шлама на уровне 98%, что на 27% выше по сравнению со стандартными добавками, подчеркивая важность точного инженерного расчета при разработке составов растворов.
Добавки для буровых растворов — это вещества, которые добавляются в буровые растворы для улучшения их характеристик за счёт изменения таких свойств, как вязкость, плотность и реология.
Они повышают эффективность за счёт оптимизации поведения жидкости, снижения крутящего момента, обеспечения устойчивости ствола скважины и увеличения скорости бурения.
Обычные добавки включают утяжелители, смазывающие материалы, агенты для регулирования плотности, такие как барит, материалы для борьбы с потерей циркуляции, диспергаторы и агенты для контроля фильтрации.
Компании переходят на экологически чистые добавки из-за более строгих экологических норм и преимуществ, связанных с сокращением опасных отходов и ущерба окружающей среде.
Горячие новости
LANZO CHEM специализируется на химических добавках для нефтяных месторождений для бурения, разрыва и улучшения восстановления нефти. Надежный поставщик с более чем 40-летним опытом в области топливных добавок, очистки воды и промышленных покрытий. ISO-сертификат R&D, глобальная доставка в Африку, Ближний Восток и Азию.
Комната 1001-1002, Здание 7, Сообщество Тяньчжу, Улица Маошаньтоу, №99, Новый район Балиху, Город Цзюцзян, провинция Цзянси
Авторские права © 2025 JIUJIANG LANZO NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO., LTD. Все права защищены. Политика конфиденциальности
EN
