Смесь Бойко — состав и характеристики¶
Смесь Бойко — обобщённое название ряда рецептур газовой смеси, применяемой при бурении нефтяных и газовых скважин, названной в честь советского учёного-нефтяника Льва Борисовича Бойко. Смесь представляет собой водный раствор соляной кислоты с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ), ингибиторов коррозии и стабилизаторов, применяемый в качестве промывочной жидкости при бурении в условиях аномально низких пластовых давлений (АНПД).
¶Историческая справка
Рецептуры смеси Бойко были разработаны в 1950-е годы в СССР под руководством Л. Б. Бойко (1907—1981) — доктора технических наук, специалиста по бурению нефтяных и газовых скважин, работавшего в Азербайджане и на Украине. Основная задача, которую решали разработчики, — обеспечение бурения скважин в пластах с аномально низкими давлениями, когда применение тяжёлых буровых растворов приводило к поглощению раствора и осложнениям при вскрытии продуктивных пластов. Лёгкие кислотные смеси позволяли существенно снизить плотность промывочной жидкости — до 1,02—1,05 г/см³, что исключало депрессию на пласт и поглощение раствора.
¶Состав
Состав смеси Бойко включает следующие компоненты:
| Компонент | Содержание | Назначение |
|---|---|---|
| Вода | основа раствора (до 90—95 %) | дисперсионная среда |
| Соляная кислота (HCl) | 3—15 % (обычно 5—10 %) | снижение плотности, растворение карбонатных пород и шлама |
| Ингибитор коррозии (хлорид бензилтриметиламмония и аналоги) | 0,5—2 % | защита металлического инструмента и обсадных колонн от кислотной коррозии |
| ПАВ (анионные и неионогенные, например СНПР, ОП-10) | 0,5—3 % | снижение поверхностного натяжения, предотвращение набухания глин |
| Стабилизатор (карбоксиметилцеллюлоза — КМЦ, лигносульфонат) | 0,5—2 % | стабилизация раствора, предотвращение расслоения |
| Пенообразователь (при необходимости) | 0,1—0,5 % | при пенной промывке |
Точное соотношение компонентов подбирается в зависимости от литологического разреза, минералогического состава прорезаемых пород, температуры на забое и глубины скважины. В ряде рецептур вместо соляной кислоты применяется смесь соляной и плавиковой кислот (HCl + HF) для бурения по кремнистым породам.
¶Принцип действия
Соляная кислота в составе смеси выполняет несколько функций. Она растворяет карбонатный цемент и обломки известняков, предотвращая прихват бурильного инструмента. Кислота разрушает призабойную зону пласта, улучшая фильтрационные характеристики. ПАВ снижают поверхностное натяжение раствора, что облегчает вынос шлама и предотвращает набухание глинистых пород. Ингибиторы коррозии образуют защитную плёнку на металлических поверхностях, снижая скорость коррозии бурильной колонны и обсадных труб в кислотной среде.
¶Область применения
Смесь Бойко применяется преимущественно при бурении по терригенным (глинисто-песчаным) отложениям в условиях АНПД. Наиболее широкое распространение она получила в нефтегазодобывающих регионах Западной Сибири, Волго-Уральской провинции, на Украине, в Азербайджане и Узбекистане. Плотность раствора 1,02—1,05 г/см³ делает его одним из самых лёгких промывочных жидкостей, применяемых в промышленном бурении.
¶Достоинства и ограничения
К достоинствам смеси Бойко относятся:
- низкая плотность, исключающая поглощение раствора в низкопроницаемых пластах;
- хорошая очищающая способность в карбонатных разрезах;
- относительно невысокая стоимость компонентов;
- простота приготовления на буровой.
Ограничениями являются:
- агрессивная среда, требующая применения ингибиторов и ограничивающая срок контакта с металлом;
- сложность применения в разрезах с высоким содержанием глинистых минералов (смесь не обеспечивает достаточной ингибирующей способности по отношению к глинам);
- необходимость нейтрализации отработанной смеси перед сбросом из-за кислотности;
- ограничения по температуре: при высоких забойных температурах ингибиторы и стабилизаторы теряют эффективность.
¶Альтернативы
В современной практике смесь Бойко во многих случаях заменяется более совершенными лёгкими промывочными жидкостями: солевыми растворами на основе хлористого калия, соляно-глинистыми суспензиями, аэрированными (пневмо-) растворами, а также системами на основе дизельного топлива. Тем не менее рецептуры смеси Бойко продолжают применяться при бурении разведочных и эксплуатационных скважин в условиях АНПД, особенно в старых нефтегазоносных бассейнах с разработанной инфраструктурой.
¶Литература
- Бойко Л. Б. Бурение нефтяных и газовых скважин. — М.: Недра, 1968.
- Справочник по бурению / под ред. Ю. А. Волошина. — М.: Недра, 1983.
- Крючков Н. С., Касьянов В. А. Бурение скважин на нефть и газ. — М.: Недра, 1997.