Геология /
тщательно подбирать их состав. При использовании таких растворов будут затруднены электро-каратажные работы, так как эти жидкости диэлектрики, и данные по электро-каратажным работам будут искажены.(!)
ВЯЗКОСТЬ
Вязкость – свойство жидкости и газа оказывать сопротивление перемещению одной части относительно другой. Вязкость или внутренние трение, возникающее при движении глинистого раствора, суммируется из трения между молекулами физически связанной воды и глинистыми частицами. Наименьшее трение - между молекулами физически связанной воды. Повышение ее содержания приводит к уменьшению, а увеличение глинистой фазы приводит к увеличению вязкости глинистого раствора. Кроме того, к увеличению вязкости приводит увеличение дисперсности глины. На вязкость раствора влияет химическая обработка глинистого раствора и действие минеральных солей, находящихся в растворе воды. При бурении в пористых, трещиноватых породах с малой величиной пластового давления, поглощающих промывочную жидкость, высокая вязкость способствует закупорке пор и каналов в пласте. При бурении в пластах, содержащих газ, необходимо уменьшить вязкость раствора для лучшего прохождения пузырьков газа через столб жидкости.
ФИЛЬТРООТДАЧА.
Фильтроотдача – способность раствора при определенных условиях отдавать воду породам. При бурении скважин глинистый раствор под действием давления проникает в породу и закупоривает поры и трещины породы, образуется глинистая корка, которая препятствует проникновению в пласт малых частиц глины, но при этом не задерживает воду. Если глинистый раствор низкого качества, то на стенках скважины образуется толстая корка, через которую в пласт отфильтровывается вода. Образование такой корки приводит к сужению ствола скважины, в результате чего могут возникнуть осложнения (прихват буровой колонны). Проникновение отфильтрованной воды в породы может вызвать их набухание и обвал, поэтому всегда стремятся снизить вязкость глинистого раствора.
ХИМ. РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТЫХ БУР.Р-ОВ.
Параметры раствора изменяются под действием температуры, давления, пластовой воды и частиц выбуренной породы. Чтобы поддержать параметры раствора на должном уровне, в раствор добавляют химические реагенты. Их условно делят на 3 группы: 1)понизители водоотдачи; 2)понизители вязкости; 3)реагенты спец. назначения.
К понизителям водоотдачи относятся: 1)углещелочной реагент (УЩР); 2)сульфидно-спиртовая база (ССБ); 3)карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ).
УЩР получается из бурого угля и каустической соли. В результате реакции, которую образуют Na и соли гуминовых кислот, образуются гуманы натрия. Избыток NaOH расщепляет глинистые частицы. В растворе всегда есть физически связанная вода, которая расходуется на обволакивание вновь образующихся частиц и утолщение существующих гидратных оболочек, что приводит к снижению водоотдачи. Одновременно с этим на поверхности глинистых частиц адсорбируются гуматы натрия, что приводит к интенсивному утолщению гидратных оболочек. В результате этого способность глинистых частиц к слиянию резко падает, статическое напряжение сдвига уменьшается. Глинистый раствор, чрезвычайно обработанный УЩР, в связи с высокой дисперсностью частиц, становится вязким, но безструктурным. УЩР применяют до температуры 1400С.
ССБ – отход целлюлозной промышленности, содержащиеся в нем лигносульфоновые кислоты и их соли уменьшают водоотдачу глинистых растворов, подвергшихся воздействию минерализованной воды. Активность ССБ как понизителя водоотдачи пропорциональна количеству ее в растворе. Действие ССБ на глинистый раствор, не содержащий минерализованную воду, менее эффективно. В последнее время широко используется КССБ (концентрированная ССБ) – продукт конденсации ССБ, формалина, фенола, хромата, серной кислоты с последующей нейтрализацией NaOH. КССБ применяется для уменьшения водоотдачи, одновременно уменьшения вязкости в пресных и неминерализованных растворах. Применяется при температуре 130 – 1800С.
КМЦ – натриевая соль целлюлозно-глилевой кислоты, полученной при переработке древесины. КМЦ уменьшает водоотдачу и увеличивает вязкость пресных растворов. Чем больше степень минерализации растворов, тем больше следует добавить реагента. КМЦ – универсальный реагент, улучшающий почти все параметры глинистого р-ра. Р-р, обработанный КМЦ, сохраняет свои свойства в условиях про-должительного влияния темп-р 160 – 1800С.
Понизители вязкости:
1)окзил; 2)нитролегнин; 3)сунил.
Окзил – продукт взаимодействия в кислой среде ССБ с хромпиком, высоко октановый понизитель вязкости в пресных и минерализованных растворах, эффективен при применении в глинах, гипсах, ангидритах и аргелитах. Хорошо сочетается со всеми понизителями вязкости, устойчив до температуры 2000С.
Нитролегнин – получается окислением гидролизного легнина азотной кислотой, уменьшает вязкость минерализованных растворов.
Сунил – продукт восстановления нитролегнина с солями серной кислоты. Хорошо растворим в воде, уменьшает вязкость как пресных так и минерализованных растворов.
Реагенты специального назначения. Каустическая сода NaOH используется для приготовления УЩР, ССБ и нитролегнина. Кальцинированная сода Na2CO3 применяют для улучшения диспергирования глин при приготовлении глинистого раствора. Уменьшает вязкость, водоотдачу, СНС. Жидкое стекло Na2SiO3 нужно добавлять не больше 0,75% к объему глинистого раствора; 2 – 3% в растворе делает его высоко вязким с большим СНС. Хлорид натрия NaCl значительно увеличивает СНС пересыщенных УЩР. Известь гашеная даже при небольших добавках (до 5%) вызывает резкое повышение вязкости и водоотдачи. Хроматы и бихроматы служат для повышения стойкости глинистого раствора к воздействию температур, предотвращают загустевание и значительно разжижают глинистый раствор, особенно при температуре 150 – 2000С. Обязательным условием применения этого реагента является содержание в обработанном растворе достаточного количества УЩР, ССБ, КССБ, гепан и др.
Эмульсионные глинистые растворы (ЭГР).Основным компонентом ЭГР является глинистый раствор, обработанный реагентами, понизителем водоотдачи и вязкости, и содержащие нефть или дизельное топливо в количестве 8 – 15% от объема глинистого раствора. При интенсивном перемешивании такого раствора образуется эмульсия, в которой роль эмульгатора выполняют глинистые частицы и содержащиеся в глинистом растворе реагенты КССБ, КМЦ, УЩР. Нефть или дизельное топливо добавляются в приемные емкости в буровых насосах, содержащих глинистый раствор. Хорошее перемешивание смеси достигается после 2-3 циклов прокачивания ее по циркуляционной системе. Бурение с промывкой эмульсионным раствором позволяет уменьшить толщину и липкость глинистой корки, создает благоприятные условия для работы долота на забое, что способствует сокращению числа долот на скважине и увеличивает скорость бурения.
Недостатки этих растворов: 1)высокая стоимость; 2)разрушение резиновых деталей турбобура и насоса; 3)отрицательное воздействие на отборный керн; 4)пожароопасность; 5)загрязнение буровой.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОМЫВКИ СКВ.
Буровые насосы (2 насоса – рабочий и резервный): БР подаётся по наземной линии Манифольда в стояк (вертикально-установленый отрезок бурильной трубы), на стояк надевается бурильный шланг, другой конец одевается на вертлюг, вертлюг на бурильную колонну.
Буровые насосы бывают горизонтальные, поршневые, двух- и трёхцилиндровые. БР готовится непосредственно на скв. в глиномешалку на 2/3 объёма заливается вода, затем туда засыпается необходимое количество глинопорошка, которое обеспечивает необходимую плотность приготовляемого БР. Глиномешалка может быть гидравлического действия; электрическая или механическая. В глиномешалке вода тщательно перемешивается с глинопорошком. Для получения раствора с нужными параметрами (водоотдачи, вязкости, удельного веса, плотности) в глинистую суспензию добавляют необходимое количество химических реагентов (для придания раствору нужных технологических параметров. После приготовления БР, его перекачивают в приёмные ёмкости – запас БР на поверхности. (приёмные ёмкости на поверхности с запасом БР на случай ГРП)
Буровыми насосами закачивают в скв раствор, затем его очистка от выбуренной породы, на ситах. Следят за изменением использованного БР, изменением его технологических параметров с глубиной. По мере смешивания раствора со шламом, с глубиной его плотность растёт. Вязкость раствора увеличивается, раствор становится густой. Температура изменяется с глубиной, следовательно, необходимо следить за тем, чтобы термические свойства компонентов раствора оставались пригодными термическим условиям. Глины диспергируются в буровом растворе и в результате, его плотность растёт, сам БР нарабатывается.
Самозамес или наработка БР- обогащение БР выбуренными частицами.
Глиносодержащие породы бывают разных типов.
Монтмориллонитовые глины сами нарабатываются в скважине, не нужно готовить на поверхности раствор. Необходимо следить за плотностью –
ρgh Рпластовое.
ОЧИСТКА БУР-Х Р-ОВ
Для того чтобы осуществлять контроль за плотностью БР и поддерживать её на необходимом уровне на дневной поверхности должны очищать БР от выбуренной породы.
В систему очистки входят желоба, в которых происходит грубая первичная очистка от самых крупных частиц и шлама. После желобов раствор поступает на вибросито (обычная металлическая сетка, которая совершает возвратно-поступательные движения вверх-вниз, вправо-влево). В результате на виброситах происходит очистка от более мелких выбуренных частиц. Затем раствор поступает на песко-илоотделители, где происходит отделение от песка, т.к. песка должно быть не более 3%. От коллоидных частиц