С. 60-62.

60
Техника и технология
циона с возвратом средств государству, часть — оправдав$
шим творческой работой новаторам фирмы.
Выводы
Заводы малых городов России выиграют от организа$
ционных и технических новаций как на своем производ$
стве, так и на предприятиях ЖКХ городов, в том числе
внедрения энергосберегающих технологий, из$за энерге$
тического эффекта от общего использования энергохо$
зяйств градообразующих предприятий.
Передача заводам обслуживания находящихся рядом
жилых массивов экономически, экологически и стратеги$
чески выгодна для всех сторон (жителей, заводов и му$
ниципалитетов).
Внедрение различных технических решений — доста$
точно трудоёмкая, но перспективная и актуальная для
развития экономики страны деятельность. Тематика на$
правления по внедрению и развитию технологий в раз$
личные отрасли в значительной степени сопоставимо с
тематикой ИТ$решений, что широко раскрыто в издани$
ях по управлению проектами [5, 6].
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев В.А., Артемьев В.С. Энергосберегающие
технологии для автотранспортной отрасли. — Чебоксары,
Волжский филиал МАДИ. — 2012.
2. Алексеев В.А., Артемьев В.С. Повышение энергоэф$
фективности энергохозяйства отдельных жилых районов
города: Сборник материалов VIII Международной науч$
но$практической конференции «Перспективы развития
информационных технологий» / Под ред. С.С. Чернова.
— Новосибирск: ООО «Агентство «СИБПРИНТ», 2012. —
С. 66–70.
УКАНГ 42013
●
3. Дубинин В. С. Обеспечение независимости электро$
и теплоснабжения России от электрических сетей на базе
поршневых технологий: монография. — М.: 2009.
4. Колосов С.П., Зайцев С.А. Применение метода мо$
ментальных состояний, с целью диагностики нефтегазот$
рубопроводов // Управление качеством в нефтегазовом
комплексе. — 2011. —№ 4. — С. 35$40.
5. Кочуров Е. Л., Рубиновский А. В. Энергообследова$
ние и ТЭО строительства мини$ТЭЦ. Наш опыт. — Сб.
докладов IX Международного симпозиума «Энергоре$
сурсоэффективность и энергосбережение». Ч. 1, 2–4 де$
кабря 2008 г.
6. Фатрелл Р. Т., Шафер Д. Ф., Шафер Л. И. Управле$
ние программными проектами. Достижение оптималь$
ного качества при минимуме затрат / Пер. с англ. — М.:
Издательский дом «Вильямс», 2003. — 1136 с.
7. Алексеев В.А., Артемьев В.С. Оптимизация динами$
ческих характеристик электроприводов отдельных про$
мышленных механизмов: Материалы III международной
научно$практической конференции «Наука вчера, сегод$
ня, завтра» (21 августа 2013 г.). — Новосибирск: СибАК,
2013. — С. 18–26.
8. Алексеев В.А., Артемьев В.С. Асинхронные частот$
но$регулируемые электроприводы для систем энергосбе$
режения: Материалы ХХIII международной научно$прак$
тической конференции «Инновации в науке» (12 августа
2013 г.). — Новосибирск: СибАК, 2013. — С. 32–39.
9. Алексеев В.А., Горчаков В.В., Гудков И.И., Чернов
Н.П. Электроприводы тиристорные асинхронные серии
ЭТА1$00. (Отрасл. каталог) — М.: Информэлектро, 1998.
10. Башмаков И.А. Энергоэффективность: от ритори$
ки к действию. — М.: Центр по эффективному использо$
ванию энергии (ЦЭНЭФ), 2000. — 225 с.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ САЛЬНИКООБРАЗОВАНИЯ ПРИ БУРЕНИИ
А.Г. Шилов, генеральный
В ГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ
П
ри бурении в интервале пластичных, легкогидра$
тируемых, высококоллоидальных глин и не до
конца сформированных глинистых сланцев (чаще всего
под кондуктор и первую промежуточную колонну) на по$
родоразрушающем инструменте и компоновке низа бу$
рильной колонны (КНБК) образуются сальники. Сальни$
кообразование приводит к уменьшению механической и
рейсовой скорости, прихватам бурильного инструмента
и обсадных колон, увеличению продолжительности про$
межуточных промывок, залипанию сеток вибросит и си$
токонвейера, значительным потерям бурового раствора,
обвалам стенки скважины, гидроразрыву пластов и газо$
нефтеводопроявлениям в результате колебаний давле$
ния и поршневания.
Несмотря на достаточную проработанность мер по
предупреждению сальникообразования и высокий тех$
нический уровень используемых технологий остается
много нерешенных вопросов, обусловленных, прежде
всего, отсутствием общего системного подхода к профи$
лактике сальникообразования. Его обсуждению и посвя$
щена настоящая статья.
Причины сальникообразования
Возникновение сальников при прохождении глин и
глинистых сланцев обусловлено как повышенной склон$
директор ООО
«Энергосертпродукт»,
г. Люберцы, Россия
В.А. Гличев,
технический менеджер,
ООО «Ламберти Рус»,
Москва, Россия
ностью этих пород к налипанию на металл породоразру$
шающего инструмента и элементы КНБК под влиянием
молекулярных сил притяжения и механического зацепле$
ния (адгезия), так и давлением сжатия шлама, возника$
ющим в межзубцовых пространствах шарошек, между
лопастями долот PDC и на элементах КНБК [1, 2]. В резуль$
УКАНГ 42013
Техника и технология
●
тате, при перекатывании шарошек по забою скважины в
межзубцовые впадины венцов шарошек запрессовыва$
ется шлам, на вооружении образуется сальник, препят$
ствующий эффективному разрушению горной породы зу$
бьями долота, а на КНБК при вращении в местах резко$
го изменения сечения образуется шламовая пробка.
Процесс формирования сальника развивается лавинооб$
разно с нарастанием концентрации частиц липкой поро$
ды. Это происходит как вследствие недостаточной скоро$
сти восходящего потока бурового раствора (неэффектив$
ная гидравлическая программа промывки), так и в
результате поступления в раствор толстой глинистой кор$
ки во время проработки ствола скважины и размокшей
горной породы при использовании некачественных бу$
ровых растворов.
В работе [3] механизм возникновения сальников рас$
ширен: к чисто адгезионному эффекту возникновения
сальника добавлен аутогезионный эффект, заключаю$
щийся в дополнительном налипании глины на уже
сформировавшийся начальный слой сальника. При
этом после выбуривания глина интенсивно впитывает
влагу из бурового раствора, а прочность её адгезионно$
го контакта с металлической поверхностью резко увели$
чивается. В этой же работе достаточно подробно описан
процесс смачивания частицы глинистой породы водой
из раствора и дальнейшего слипания с другими глини$
стыми частицами, металлом шарошек и КНБК, базиру$
ющийся на графике, предложенном Эриком ван Оортом
[4] (рис. 1).
Сухая глина не обладает склонностью к прилипанию.
Однако при увеличении содержания воды пластичность
глины повышается и увеличивается склонность к прили$
панию. При дальнейшем увеличении содержания воды
в глине она становится настолько пластичной и слабос$
вязанной, что легко диспергируется. Такой слабосвязан$
ный материал легко смывается струями бурового ра$
створа. Таким образом, из графика видно, что существу$
ет зона повышенного риска образования сальника,
61
относящаяся к пластичному состоянию разбуриваемой
глинистой породы, в котором слабы когезионные силы.
Положение этой зоны зависит от типа сланца, вида и со$
держания в нём глинистых минералов и его давления
набухания.
Основными признаками сальникообразования явля$
ются:
✦ снижение механической скорости проходки при не$
изменности параметров режима бурения;
✦ рост (скачки) давления на стояке;
✦ рост момента на долоте;
✦ затяжки при подъеме (наращивании) бурильного
инструмента;
✦ посадки при спуске бурильного инструмента.
Буровые растворы для бурения
в легкогидратируемых
глинистых породах
При бурении в пластичных глинистых породах воз$
никают три основные проблемы: неустойчивость ство$
ла скважины, образование сальников и измельчение
выбуренного шлама. Эти проблемы в основном реша$
ются сходными приемами [5–9]: ингибированием и
инкапсулированием глин; уменьшением их гидрата$
ции, повышением вязкости фильтрата, блокировани$
ем пор или стимуляцией обратного осмотического пе$
ретока порового флюида. При этом существуют два ос$
новных вида буровых растворов — на безводной и
водной основе.
Достоинством растворов на углеводородной основе
является их способность оказывать меньшее отрицатель$
ное воздействие на коллекторские свойства продуктив$
ных пластов по сравнению с растворами на водной осно$
ве [2, 10]. Однако неоспоримыми являются высокие зат$
раты на приготовление и обработку бурового раствора и,
самое главное, негативное влияние углеводородсодер$
жащей среды на экологическую ситуацию и здоровье
обслуживающего персонала, что предопределяет необ$
Рис. 1. Влияние влажности глины на образование сальников
62
УКАНГ 42013
Техника и технология
ходимость соблюдения особых мер безопасности на всех
этапах их жизненного цикла — от разработки до приме$
нения и удаления [11–13].
Что касается растворов на водной основе, то они по$
зволяют обеспечить высокие технико$экономические
показатели бурения в глинистых отложениях и практи$
чески полностью предотвратить сальникообразование,
оказывая при этом значительно меньшее влияние на ок$
ружающую среду, чем углеводородсодержащие раство$
ры. Такие системы растворов используют как отече$
ственные, например ООО «Сервисный центр СБМ», так
и зарубежные компании: Halliburton, M$I SWACO,
Lamberti.
Наиболее простыми с точки зрения приготовления и
регулирования технологических свойств, а также деше$
выми являются полимерглинистые буровые растворы.
Для предотвращения сальникообразования в раствор
вводят специальные добавки. Практика бурения показа$
ла, что высокую эффективность, в частности в условиях
Западной Сибири, обеспечивают ингибиторы сальнико$
образования «Driltal 131» и «Driltal 134» производства ита$
льянского концерна «Lamberti SPA» (ООО «Ламберти
РУС», http://www.lamberti.ru).
Реагенты «Driltal 131» и «Driltal 134» представляют собой
смесь безвредных для окружающей среды поверхностно$
активных веществ и синтетических жидкостей, которые
образуют адсорбционные слои на заряженных поверхно$
стях металла и глины. Это предотвращает мгновенное
впитывание фильтрата бурового раствора глинистыми
частицами и снижает прочность их адгезионного контакта
с металлической поверхностью. Реагенты покрывают ме$
таллическую поверхность гидрофобным слоем синтети$
ческих жидкостей, что минимизирует сальникообразова$
ние на породоразрушающем инструменте, элементах
КНБК и износ бурового оборудования. Также «Driltal 131»
и «Driltal 134» улучшают смазочные свойства раствора,
предотвращают диспергирование глины, снижают пока$
затель фильтрации.
Наличие «Driltal 131» и «Driltal 134» в буровом раство$
ре предотвращает скопление шлама под долотом в про$
цессе бурения, что позволяет резцам долота находить$
ся в непрерывном контакте с забоем и максимально раз$
рушать пластичную породу. Реагенты также снижают
трение бурильной колонны о стенку скважины, предот$
вращают прихваты и затяжки в процессе спускоподъем$
ных операций и способствуют увеличению механичес$
кой скорости бурения вследствие отсутствия сальников
на долоте.
Эффективность и безопасность реагентов «Driltal 131»
и «Driltal 134» подтверждены сертификатом соответствия
Системы добровольной сертификации топливно$энерге$
тического комплекса (http://www.gubkin.ru/general/
SDS$TEK/).
Применение реагентов «Driltal 131» и «Driltal 134» кон$
церна «Lamberti SPA» при бурении в глинистых отложе$
ниях позволило:
1. предотвратить сальникообразование;
2. увеличить механическую скорость бурения;
3. эфективно удалять осыпающиеся пески и выбурен$
ную породу;
4. снизить поверхностное натяжение и уменьшить сли$
пание активных глин;
5. улучшить смазочные свойства бурового раствора.
●
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабичев А.А. Создание эффективного вооружения
шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко$
средних пород: автореф. дис… канд. тех. наук: 25.00.15 —
М., 2008. — 24 с.
2. Грей Дж.Р., Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых
агентов (промывочных жидкостей): пер. с англ. — М.:
Недра, 1985. — 509 с.
3. Христенко А.В. Обоснование химической обработки
буровых растворов для предупреждения сальникообразо$
вания при разбуривании пластичных горных пород: авто$
реф. дис… канд. тех. наук: 25.00.15 — Уфа, 2010. — 24 с.
4. Eric van Oort, E. On the Physical and Chemical Stability
of Shales, J. Petr. Sci. Eng. 38 (2003), p. 213–235.
5. Городнов В.Д. Физико$химические методы предуп$
реждения осложнений в бурении. — М. Недра, 1977. —
280 с.
6. Дедусенко Г.Я., Иванников В.И., Липкес М.И. Буро$
вые растворы с малым содержанием твердой фазы. — М.:
Недра, 1985. — 230 с.
7. Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Бу$
ровые промывочные и тампонажные растворы. — М.:
Недра. — 1999. — 424 с.
8. Андресон Б.А., Бочкарев Г.П. Растворы на полимер$
ной основе для бурения скважин // Обзорн. информ.
Cер. Бурение. — 1986. — Вып. 6. — 56 с.
9. Зинченко О.Д. Промывочные жидкости для буре$
ния в глинисто$солевых отложениях // Управление ка$
чеством в нефтегазовом комплексе. — 2013. — № 3. —
С. 58–60.
10. Мазыкин С.В., Царьков А.Ю., Минаева Е.В., Заво$
ротный В.Л., Борисов А.Г. Сенюшкин С.В. Исследование
влияния растворов на углеводородной основе на коллек$
торские свойства продуктивных горизонтов валанжинс$
ких отложений // Управление качеством в нефтегазовом
комплексе. — 2013. — № 3. — С. 60–62.
11. Заворотный В.Л., Смирнова Т.С. Применение эколо$
гического моделирования в целях определения степени
опасности и токсичности химических реагентов // Управ$
ление качеством в нефтегазовом комплексе. — 2009. — №
3. — С. 38–42.
12. Балаба В.И., Зинченко О.Д. Подтверждение каче$
ства химической продукции в Системе добровольной
сертификации топливно$энергетического комплекса /
«Реагенты и материалы, технологические составы и буро$
вые жидкости для строительства, эксплуатации и капи$
тального ремонта нефтяных, газовых и газоконденсатных
скважин»: материалы XVI Международной научно$прак$
тической конференции / Владим. гос. ун$т имени Алек$
сандра Григорьевича и Николая Григорьевича Столето$
вых. — Владимир, 2012. — С. 227–230.
13. Мазыкин С.В., Царьков А.Ю., Кашкаров Н.Г., Нови$
кова Е.В. Опыт входного контроля компонентов буровых
растворов в сервисных услугах ООО «Сервисный центр
СБМ» при строительстве скважин на Крайнем Севере /
«Реагенты и материалы, технологические составы и буро$
вые жидкости для строительства, эксплуатации и капи$
тального ремонта нефтяных, газовых и газоконденсатных
скважин»: материалы XVI Международной научно$прак$
тической конференции / Владим. гос. ун$т имени Алек$
сандра Григорьевича и Николая Григорьевича Столето$
вых. — Владимир, 2012. — С. 110–113.