Запропоновано полімерний реагент - знижувач фільтрації промивальних рідин і стабілізатор глинистих порід РР-2С. Витрати реагенту та вартість промивальних рідин значно менші за витрати і вартість традиційних промивальних рідин, які використовувалися у процесі буріння свердловин за подібних гірничо-геологічних умов. З використанням полімерного реагенту РР-2С пробурено 45 пошукових розвідувальних і параметричних свердловин. Наведено обсяги застосування полімерних промивальних рідин, параметри витрати на їх приготування й обробку у процесі буріння свердловин на нафту та газ Охтирським УБР.

Предложен полимерный реагент, способстувующий снижению фильтрации промывочных жидкостей и стабилизатор глинистых пород РР-2С. Затраты реагента и стоимость промывочных жидкостей значительно меньше таковых традиционных промывочных жидкостей, которые использовались при бурении скважин в аналогичных горно-геологических условиях. С использованием полимерного реагента РР-2С пробурено 45 поисковых разведочных параметрических буровых скважин.

Offered polymeric reactant - reducer of a filtration of washer fluids and stabilizer of clay rocks PP-2C. Costs of a reactant and cost of washer fluids considerably smaller for costs and the cost conventional of washer fluids, which was used at drilling chisel chinks in similar mining-geological conditions. On the basis of a polymeric reactant PP-2C has drilled 45 search prospecting and parametric chisel chinks.

Проаналізовано відомі методи попередження біологічної деструкції полімерних реагентів. Найбільш ефективним методом слід вважати введення бактерицидних речовин. Відзначено, що біологічна деструкція полімерних компонентів промивальних рідин має і позитивний аспект. Так, наприклад, здатність полімерних речовин до біологічного руйнування після закінчення свердловин бурінням сприяє збільшенню продуктивності свердловин і зменшує забруднення навколишнього середовища.

Викладено вимоги до бурових промивальних рідин для забезпечення якісного розкриття продуктивних пластів. Наведено результати досліджень величини коефіцієнта відновлення первинної проникності колекторів для різних видів промивальної рідини. Показано доцільність первинного розкриття продуктивних пластів на аерованих розчинах і пінах, а також бурінням горизонтальних свердловин і ін.

Дисертацію присвячено питанням підвищення ефективності робіт при будівництві та експлуатації свердловин шляхом розробки та впровадження нових рецептур промивних рідин на основі недефіцитних вітчизняних матеріалів. Розроблено новий тип реагенту - крохмале-солевий гель. В основі одержання реагенту лежить спосіб клейстеризації крохмалю в розчинах солей певного типу, густини і температури, без використання каустичної соди. Реагент характеризується значними технологічними перевагами, які дозволяють поширити межі застосування крохмалевих реагентів. На основі розробленого реагенту запропоновані рецептури бурових розчинів для буріння хемогенних і теригенних відкладів, а також спеціальних рідин для закінчування і ремонту свердловин.

Проведено теоретичні дослідження пропускної здатності різьбових з'єднань бурильних замків та втрат гідравлічної енергії бурового насоса під час промивання свердловини. Визначено вплив окремих конструктивних та режимно-технологічних чинників процесу на витоки бурового розчину крізь різьбові з'єднання бурильної колони. Запропоновано шляхи зменшення втрат гідравлічної енергії під час промивання свердловини.

Дано обоснование механизма формирования полупроницаемой мембраны, обеспечивающей снижение скорости электроосмотического перетока водной фазы буровых растворов в условиях минерализации и применения солестойких полимерных реагентов. Дано аналитическое обоснование электрокинетического потенциала границы раздела стенки скважины - буровой раствор в присутствии электролитов и полимерных добавок. Введено понятие "равновесная скорость набухания" глиносодержащих горных пород и определены конкретные ее значения для исследуемых систем полимерно-электролитных растворов. Оценены условия рационального применения этих растворов.

Предложены предварительные исследования выбора поверхностно-активных веществ на основании измерения краевого угла смачивания. Цель работы - повышение эффективности разрушения горных пород на забое скважины путем выбора оптимальных поверхностно-активных веществ в составе раствора.

Рассмотрены особенности промывки восстающих скважин из подземных горных выработок. Основная цель исследований заключается в определении минимального расхода жидкости, необходимого для очистки скважины от частиц выбуренной породы. Установлено, что угол наклона скважины, равный 23 градуса, обеспечивает скорость потока, большую, чем критическая скорость заиливания (зашламования) трубопровода, рассчитанная по методикам гидротранспортирования разрушенной горной породы. Доказано, что для очистки забоя достаточно безнапорного потока промывочной жидкости в количестве 10 л/мин. Для проверки полученных зависимостей создан экспериментальный стенд. Проведенные на моделях бурового снаряда опыты подтверждают сформулированные в статье выводы. В ходе эксперимента также установлено, что вращающаяся бурильная труба препятствует процессу осадконакопления шлама.

Приведены результаты работы по созданию сигнализатора поглощения промывочной жидкости, разработанного для условий бурения геологоразведочных скважин на полях угольных шахт в Донбассе.

Изложены результаты выполнения работ по укреплению обводненных лессовых грунтов цементно-силикатными растворами через наклонные скважины по технологии напорной инъекции раствора в грунт в соответствии с патентом ООО "ТИССА". Примененная буроинъекционная технология позволила обеспечить безопасную эксплуатацию компрессорной станции ПАО "Укртатнафта".

Рассмотрены различные схемы циркуляционных систем при бурении скважин с газожидкостными промывочными смесями, оценены их достоинства и недостатки. Предложена новая экологически и экономически эффективная замкнутая циркуляционная система закрытого типа.

Окреслено сучасні проблеми нафтогазової енергетики в Україні зокрема процесу буріння і промивання скерованих свердловин. Виділено основні шляхи енергоефективної модернізації процесу промивання скерованих свердловин, що полягають у використанні регульованих приводів бурових насосів старих моделей, облаштуванні бурових установок новими їх модифікаціями однобічної дії або триплексами, зміні продуктивності бурового насоса під час довбання долотом за один рейс, корегуванні продуктивності бурового насоса за механічною швидкістю буріння. Поширене на практиці проектування оптимальної продуктивності бурового насоса провадиться з урахуванням даних про спосіб буріння, діаметри доліт і особливості промивальних систем, профіль свердловини, гранулометричні характеристики шламу. Вибрані значення продуктивності бурового насоса для буріння кожного наступного інтервалу свердловини є незмінними і завищеними. Проте у процесі буріння свердловини зі змінною механічною швидкістю і постійною продуктивністю насоса розосереджений в буровому розчині кільцевого простору об'єм шламу характеризується певною об'ємною концентрацією. Для її врахування і управління продуктивністю бурового насоса у процесі буріння свердловин запропоновано комплекс науково-практичних заходів, який дозволяє покращити стан промивання і зменшити енерговитрати процесу.

Проаналізовано відкриту частину насосно-циркуляційної системи та рух промивальної рідини після її виходу зі свердловини. Виявлено джерела найбільш інтенсивного випаровування промивальної рідини на різних ділянках насосно-циркуляційної системи бурової установки, які змінюються залежно від проведення певних технологічних операцій і виробничих ситуацій. Розглянуто основні чинники, що впливають на стан атмосфери в нафтогазовидобувній галузі.

Проблема якісного розкриття продуктивних пластів є особливо актуальною у разі будівництва свердловин на родовищах Прикарпаття, для яких характерні низька проникність порід-колекторів та низькі пластові тиски. Наведено аналіз чинників, що впливають на якість розкриття продуктивних пластів, негативного впливу промивальних рідин на ступінь забруднення порід-колекторів і вказано на можливість відновлення їх проникності. Обгрунтовано принципи вибору типу і складу промивальних рідин для первинного розкриття продуктивних пластів залежно від характеристик порід-колекторів, фізико-хімічних властивостей пластових флюїдів. Проаналізовано ефективність застосування промивальних рідин з низьким вмістом твердої фази, безглинистих промивальних рідин, розчинів на вуглеводневій основі, мінералізованих, полімерних, інгібованих та інших розчинів. Показано, що на даний час перспективним напрямом підвищення якості розкриття продуктивних пластів з низькими тисками, які складені низькопроникними породами-колекторами, є застосування подвійно-інгібованих бурових розчинів. Подвійно-інгібовані розчини рекомендується застосовувати для буріння в інтервалах залягання нестійких порід та під час проведення капітального ремонту свердловин.

Забезпечення України газом бачиться у видобуванні сланцевого газу, колекторами якого є глинисті породи, схильні до набухання. Проведено аналіз методів попередження ускладнень, які можуть виникнути під час буріння в глинистих сланцях, і зазначено, що поширеними на практиці методами є збільшення густини бурового розчину, яке веде до пластичної деформації, і зміщення порід у cтовбур свердловини та використання інгібуючих бурових розчинів на водній основі, що призводить до надмірного зволоження глинистих сланців водним фільтратом. Перспективною може стати паливно-бітумна ванна, склад і рецептура якої розроблені за лабораторних умов і яка потребує підтвердження своєї ефективності дослідженнями за умов, наближених до пластових.

Висвітлено актуальність проблеми, пов'язаної з необхідністю промивання свердловин пінистими розчинами у процесі їх буріння і освоєння. Наведено окремі характерні ознаки аерованих рідин і пінистих розчинів та приклади їх застосування на конкретних родовищах. Описано основні вимоги до аерованих рідин та пінистих розчинів, а також позитивні ефекти, які можна одержати у разі правильного їх використання. Здійснено огляд способів одержання пін та досягнення належного ефекту диспергування. Проведено аналітичний огляд різноманітних типів піногенеруючих пристроїв та наведено їх структурні схеми. Розроблено структурну схему найбільш ефективного піногенеруючого пристрою. Надано рекомендації щодо раціоналізації конструкції піногенеруючого устаткування. Описано конструкцію та принцип роботи запропонованої нової конструкції піногенеруючого пристрою. У висновках надано настанову та рекомендації щодо подальших напрямів дослідження та вдосконалення піногенеруючого устаткування.

Доведено актуальність промивання свердловини пінистими розчинами. Вказано характерні процеси створення дрібнодисперсної стійкої піни. Визначено закономірності, які пов'язують процеси піноутворення з властивостями рідини і повітря (газу), режимами їх руху, а також геометричними параметрами піногенеруючих пристроїв. Теоретично розглянуто всі перетворення, що відбуваються в потоках рідини, газу і суміші, що рухаються в піногенеруючому пристрої ежекційного типу. Математично описано формування повітряно-крапельної суміші до стрибка ущільнення, який супроводжується перетворенням повітряно-крапельної суміші в емульсійну, за якої бульбашки повітря мають приблизно однаковий діаметр і відокремлені плівками рідини. У ході математичного дослідження використано рівняння Лишевського, число Вебера, критерій Лапласа та формула для числа Маха. Застосування запропонованої теорії дозволяє визначити величини втрат енергії робочого рідинного потоку на створення вільної поверхні розподілу двох фаз під час утворення повітряно-крапельного і пінистого потоків.

Теоретично обгрунтовано й експериментально підтверджено доцільність та ефективність піноутворення в розробленому піногенеруючому пристрої ежекційного типу із можливістю зміни його основних геометричних параметрів для необхідних режимів роботи за рахунок зміни внутрішніх конструктивних елементів. Математично описано рух газорідинної суміші в піногенеруючому пристрою ежекційного типу від соплової вставки до місця стрибка ущільнення, де проходить її перетворення в рідинно-бульбашкову суміш (пінну). Здійснено комп'ютерне моделювання потоків рідини, повітря й їх суміші під час руху у розробленому пристрої. Запропоновано математичну модель, з використанням якої визначено основні параметри потоків рідини, повітря й їх суміші, за яких можна було б досягти найбільшої ефективності в процесі піноутворення. Розроблено конструкцію піногенеруючого пристрою захищена патентами України. Загальні економічний та екологічний ефекти одержуються за рахунок зменшення використання поверхнево-активних речовин на 15 - 25 %, відмові у використанні хімічних піногасників, що дозволяє у разі повторного створення піни економити більше 50 % поверхнево-активних речовин і значного підвищення ефективності піноутворення.

Обгрунтовано необхідність в розробленні універсального піногенеруючого пристрою для створення пінистих розчинів, що використовуються в процесі промивання нафтогазових свердловин під час їх буріння та ремонту. З метою оптимізацїї геометричних параметрів багатосоплових піногенеруючих пристроїв застосується програма SolidWorks з прикладним модулем FlowSimulation. Дослідження пристрою проводились при використанні вхідної частини камери змішування циліндричної або конічної форми, при зміні подачі рідини на вході, тиску повітря на вході у підвідному патрубку та тиску піни на виході із пристрою. У висновках надано настанову та рекомендації щодо конструктивних особливостей багато соплових піногенеруючих пристроїв та підбирання необхідних режимів роботи насосного агрегату і компресора для одержання піни заданих параметрів.

Розглянуто результати аналізу та узагальнення даних експериментальних і свердловинних досліджень впливу бурових розчинів, що містять хімічні реагенти, на покази електричного каротажу. Встановлено, що добавки до бурового розчину хімічних реагентів КССБ, ВЛР, КМЦ, гіпану збільшують його мінералізацію еквівалентно дії хлористого натрію. Хімічна обробка бурового розчину, у багатьох випадках через зміну питомого електричного опору його фільтрату, компонентного складу глинистої кірки і зони проникнення, призводить у кінцевому випадку до мінливості електричних параметрів, що реєструють у свердловині. За результатами експериментальних досліджень впливу хімічних реагентів на присвердловинну ділянку пласта доказано, що зона проникнення, параметри котрої обумовлені типом проникнення, в більшості випадків має чотирьохшарову будову. При цьому утворюється облямовуюча зона, яка представлена сумішшю фільтрату бурового розчину, пластової води та нафти. За величиною мінералізації флюїду у цій зоні її відносять до області підвищеної солоності. Доведено, що фільтрація високомінералізованих бурових розчинів значно більша, ніж у прісних. Пов'язано це з пропорційною залежністю проникності глинистої кірки від вмісту солей у фільтраті бурового розчину.