188766. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyadéköblítéssel működő fúrások öblítőfolyadékveszteségeinek megelőzésére, csökkentésére és megszűntetésére
1 188 766 2 A találmány tárgyát olyan eljárás képezi, amely alkalmas folyadéköblítéssel működő fúrások öblítőfolyadék-veszteségeinek hatékony megelőzésére, csökkentésére és megszüntetésére. A fúrási tevékenység közben fellépő öblítőfolyadék-veszteség csökkentését a találmány szerinti eljárásban az öhűtőfolyadékhoz, vagy kezelő folyadékhoz különböző módszerekkel adagolt nagyviszkozitású aprított polimergél biztosítja. A találmány tárgyát képező új eljárás ipari jelentősége, alkalmazásának körülményei, lialásmcehani/.musa és megvalósítási módjai az alábbiakban körvonalazhatók. A folyadéköblítéssel működő fúrások (szénhidrogéneket, ásványokat, vizet és hévizet kutató és feltáró mélyfúrások) folyamatos mélyítésének alapfeltétele az, hogy a fúrólyuk bármely mélységében az öblítőfolyadék nyomása egyenlő vagy nagyobb legyen, mint a kőzetek pórusterében, vagy repedései között tárolt víz, olaj vagy gáz nyomása. A nyomáskülönbség hatására a porózus lyukfalon az öblítőfolyadék folyadékfázisa (legtöbbször víz, de lehet olaj is) kiszűrődik és az öblítőfolyadék szilárdanyagából plasztikus „iszaplcpény” (s/.űrőiepény) képződik, amely a fúrólyuk falán szigetelést képez az öblítőfolyadék további kíszűrődése ellen és egyben segíti a fúrólyuk falának beomlás elleni védelmét, lehetővé téve a hosszú fúrólyuk-szakaszok béléscsövezés nélküli átfúrását. Mindezek szerint porózus kőzetnél fontos a pórusok eltömődése, amit egy minimális vastagságú iszaplepény, illetve nagyviszkozitású folyadék old meg. Vastag iszaplepény képződése során a kiszűrődött víz rontja a réteg termelőképességét, a geofizikai szelvényezés hatásfokát, a béléscső cementezés minőségét. Végeredményben csak az iszoplepénnyel védett fúrólyukban biztosítható az öblítőfolyadék nyomástöbblete, amely védelmet nyújt a rétegtartalom belépésével, vagyis a kitörés kifejlődésének első lépcsőjével szemben. így válik lehetővé, hogy folyamatos öblítőkörrel a furadékot a rétegből folyamatosan kiöblítsük és a fúrást folyamatosan végezzük. A folyamatos, gazdaságos és biztonságos fúrásnak tehát alapfeltétele a folyamatos öblítőkor — a fúrólyukba szivattyúzott öblítőfolyadék teljes visszatérése, vagyis cirkulációja. Ha a fúrólyuk nagy áteresztőképességű, porózus vagy repedezett, esetleg kavernás formációt harántol, a fúrólyuk falán szigetelő iszaplepény nem tud kialakulni, mert a formáció nyílásainak (pórusterének) mérete meghaladja az öblítőfolyadék szilárdanyagának, esetleg tömítő anyagának méretét, így a folyadékáram egy része vagy teljes mennyisége a formációba távozik. Ezáltal az öblítőfolyadék sem a furadékot folyamatosan kiszállító, sem a nyomáskíegyensúlyozó szerepét nem tudja betölteni. Az öblítőfolyadék vesztesége bekövetkezik akkor is, ha túlnyomásos szénhidrogén tároló formációk (pl. pannonnál idősebb miocén, esetleg paleozoos) átfúrásához nehezített, nem ritkán 2,0—2,2 g/cm3 sűrűségű öblítőfolyadékot kell alkalmazni és a biztonsági béléscsőoszlop saruja alatt — az előrejelzés bizonytalansága vagy- a fedő márgaelégtelen vastagsága miatt kis teherbírású, pl. pannonkorú homokkő marad nyitva. A hazai gyakorlatban a felsőpannon, de gyakran az alsópannon homokkövek is a nehezített öblítőfolyadék statikus, de főleg dinamikus hatására a fúrás folyamán részlegesen, vagy teljesen iszapveszteségcssé válnak. Öblítőfolyadék-veszteséggel és súlyos kitörésveszéllyel kell számolni akkor is, ha igen vastag, 50-80 m, nem ritkán 300-500 m repedezett gáztároló formációt kell liarántolni és a tárolókban való clőfúrás közben a lyuktalpon túlellensúlyozás következik be, minek hatására iszapvcszteség lép fel és a réteg tetején a szükséges kiegyensúlyozás megszűnik. (Iszapveszteség fellépése definiálható úgy is, hogy a rétegtető jelentős túlnyomásának egyensúlyba tartásához szükséges iszapsűrűséget a lyuk talpán levő repedezett formáció nem bírja ki, és ezzel iszap veszteségessé válik.) Az öblítőkör megszakadása -- a drága öblítőfolyadék elvesztése és az iszapveszteség felszámolására fordított idő miatt — a mélyfúrás műveletének nemcsak leggyakoribb és legköltségesebb üzemzavara, hanem a kitörésveszélyt és ezzel életveszélyt, környezet szenynyeződést és a drága fúróbcrcmlcz.és és fúrólyuk elvesztésének, a telepenergia csökkenésének veszélyét is jelenti. Ha az iszapveszteség termelő formációban következik be, további felbecsülhetetlen kárt jelent a termelő formáció szennyeződése, áteresztőképességének csökkenése, amely a kiképzett kút gazdaságtalan termelését vagy igen költséges utókezelését okozza, ill. igényli. Az elmondottak szerint megállapítható, hogy igen jelentős gazdasági érdek fűződik a folyadéköblítéssel működő fúrások öblítőfolyadék-veszteségének megelőzéséhez, csökkentéséhez és megszüntetéséhez. A jelenleg használatos módszerek szerint, ha a részleges vagy teljes öblítőfolyadék-veszteség bekövetkezik, akkor azt a) az öblítőfolyadék sűrűségének és viszkozitásának csökkentésével és/vagy b) tömedékelő anyagok beszivattyúzásával vagy egyéb módszerekkel való adagolásával (fúrólyukba juttatásával) próbálják megszüntetni, mégpedig úgy, hogy az öblítőkor és a szükséges egyensúly újra helyreállítható legyen. A beavatkozáshoz elsődlegesen az iszap veszteség helyének megállapítása szükséges, amelyhez költséges szelvényezési és/vagy radioaktív izotópot felhasználó, esetleg egyéb módszereket alkalmaznak. [Howard és Scott: AIME Trans., 171 (1951), Edison: World Oü, 197(1954)]. Az öblítő folyadék sűrűségének csökkentése a szilárd-anyag tartalom csökkentésétől kezdve levegő vagy gáz és vegyszerek adagolásával képzett haböblítésen át a tiszta levegő vagy gázöblítésig terjedhet. Az utóbbi módszer használata erősen korlátozott nemcsak az igen jelentős költségek miatt, hanem azért is, mert ebben az esetben nem biztosítható a kitörésvédclem miatti többlet-nyomás, tehát ez n módszer szénhidrogén-tároló jelenlétében nem alkalmazható [Willborn: Oil and Gas J., 105 (1954)]. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
