Wybrane zagadnienia z zakresu właściwości cieczy specjalnych i ich roli w procesie udostępniania złóż

Ciecze specjalne to grupa cieczy wykorzystywanych w różnych zabiegach prowadzonych po zakończeniu wiercenia otworu (w tak zwanych pracach zakończeniowych), które nie należy porównywać do płuczek wiertniczych. Do cieczy specjalnych należą m.in. ciecze przemywające i czyszczące, robocze, nadpakerowe, do perforacji rur oraz bufory do operacji linowych i oczyszczania rur. Skład i właściwości technologiczne tych cieczy dobierane są do warunków geologiczno-złożowych oraz roli cieczy w pracach prowadzonych w odwiertach. Do usuwania płuczki wiertniczej z przestrzeni pierścieniowej i oczyszczania powierzchni rur używane są wysokolepkie bufory i ciecze przemywające z dodatkiem polimerów lub środków powierzchniowo czynnych, które mogą być sporządzane na bazie wody słodkiej. Ciecze bezpośrednio oddziałujące na strefę złożową sporządzane są na osnowie soli nieorganicznych lub organicznych – mrówczanowych o stężeniu uzależnionym od gradientu ciśnienia złożowego oraz zawartości minerałów ilastych w formacji złożowej. W składach tych cieczy mogą być stosowane również materiały obciążające i środki chemiczne regulujące podstawowe właściwości technologiczne, a także biocydy, środki ograniczające korozję osprzętu, obniżające napięcie powierzchniowe na granicy faz oraz degradujące polimery. Ciecze te wykorzystywane są w zabiegach wgłębnego zbrojenia odwiertów i ich przygotowywania do opróbowania, perforowania rur okładzinowych, oczyszczania strefy przyodwiertowej z pozostałości poperforacyjnych i osadów wytworzonych przez płuczki wiertnicze oraz w pracach rekonstrukcyjnych. Przeprowadzenie każdego z tych zabiegów wymaga zatłoczenia odwiertu odpowiednim rodzajem cieczy specjalnej, która w jak największym stopniu powinna zapewniać ochronę skał zbiornikowych. Przedstawioną w artykule charakterystykę danej cieczy specjalnej i jej podstawowe właściwości opracowano na podstawie wyników badań laboratoryjnych wykonanych w ramach tematyki badawczej realizowanej w INiG – PIB. Badania te przeprowadzone zostały dla warunków geologiczno-złożowych występujących w odwiertach zapadliska przedkarpackiego oraz Niżu Polskiego.

Special fluids are a group of fluids used in various post-drilling processes (in the so-called completion works) that should not be compared to drilling fluids. Special fluids include washing and cleaning fluids, working fluids, packer fluids, pipe perforation fluids and buffers for wireline operations and pipe cleaning. The composition and technological properties of these fluids are selected according to geological and reservoir conditions and their role in wellbore operations. Highly viscous buffers and washing fluids with added polymers or surfactants are used to remove drilling mud from the annular space and to clean the pipe’s surface. They can be prepared using fresh water. Fluids which directly affect the reservoir zone are based on a matrix of inorganic or organic salts (formates), whose concentration depends on the reservoir pressure gradient and the content of clay minerals in the formation. The compositions of these fluids may also include loading materials and chemicals that regulate their basic technological properties, as well as biocides, equipment corrosion inhibitors, interfacial tension reducers and polymer breakers. They are used for downhole equipment and for preparing wells for testing, perforating casings, cleaning post-perforation residues and sediments generated by drilling muds from near-well zones as well as workover works. Each of these processes requires injection of the appropriate type of special fluid into the wellbore, which should protect the reservoir rocks to the greatest possible extent. The characteristics of a given special fluid and its basic properties, as presented in the article, were enumerated on the basis of laboratory tests carried out as part of research at the Oil and Gas Institute – National Research Institute (INiG – PIB). The tests were carried out for geological and reservoir conditions occurring in wellbores of the Carpathian Foredeep and the Polish Lowland.