Недостатки при использовании азота при бурении скважин в условиях депрессии
Почти во всех случаях бурения горизонтальных стволов скважин в условиях депрессии необходимо соблюдать весьма строгие требования к чистоте закачиваемого в буровой раствор азота, что обусловлено возможной пожаро- и взрывоопасностью углеводородных пластовых жидкостей, поступающих в процессе бурения в скважину и смешивающихся с буровым раствором. Требуемая чистота азота зависит от ожидаемых давления и температуры, а также предполагаемого состава поступающих углеводородов. Как показали результаты исследований, осуществленных Горным бюро США и рядом других организаций, метан способен загораться при концентрациях кислорода 12-14%, а по мере роста давления и температуры загорание возможно и при концентрациях кислорода 8% и ниже. Аналогичные результаты исследований были получены также специалистами канадских компаний и одного из канадских университетов: минимальная концентрация кислорода, способная вызвать горение и его распространение в скважине в присутствии сероводорода в условиях высоких температур и давлений, может составлять 6%.
Применение азота, генерируемого волоконно-мембранными установками, стало обыденной практикой при строительстве скважин в регионах, где бурение традиционно осуществляется с очисткой забоя воздухом (напр., в Зап. Техасе, на востоке штата Оклахома, в бассейне Сан-
Джуан в США). Закачка азота при бурении скважин в этих регионах позволяет добиваться снижения затрат и повышения технико-экономических показателей бурения. Метод нитрификации буровых растворов становится популярным и в районах, где не могут применяться буровые растворы на водной основе, где жидкостные системы буровых растворов не позволяют добиваться высоких механических скоростей проходки, где часто встречаются зоны поглощений, где аэрация бурового раствора может приводить к интенсивной коррозии, а также при возникновении проблем, связанных с нарушением эксплуатационных качеств продуктивного пласта в результате вторжения бурового раствора в пласт. Для предупреждения таких осложнений производится закачка азота в буровой раствор в объемах от 8,5 до 85 м3/мин, в зависимости от существующих условий бурения. Данный метод бурения успешно применялся в Восточном Техасе, в восточной части штата Оклахома, в административном районе Панхэндл в Техасе, в Пермском бассейне, в Надвиговой зоне, в бассейне Сан-Джуан.