Якісне приготування бурових розчинів із заданими властивостями

Зміст:

Функції того чи іншого бурового розчину, приготованого згідно з визначеними правилами, будуть визначатися конкретними умовами буріння свердловин. Властивості, притаманні бурового розчину, повинні забезпечувати виконання всіх умов. Разом з тим приготування бурових розчинів не є повязаною з виконанням нею всіх функцій в рівній мірі.

Таблиця впливу реагенту на властивості бурового розчину

Таблиця впливу реагенту на властивості бурового розчину.

Щоб надати задані властивості розчину, слід здійснити підбір рецептури складу відповідно до них, ретельно відрегулювати порядок виконання робіт. Збереження на необхідному рівні інших параметрів складу для промивання є дуже важливим.

Особливості отримання заданих властивостей бурових розчинів

Для отримання заданих властивостей рідини підбираються всі необхідні компоненти розчину з урахуванням його складу. Отримати дисперсний буровий розчин найскладніше. Характер взаємодії компонентів такого розчину визначається ступенем дисперсності твердої фази, яку можна змінювати в межах широкого діапазону. Властивості промивного бурового розчину, в тому числі і реологічні, будуть при цьому змінюватися паралельно зміни ступеня дисперсності.

Схема блоку очищення бурового розчину

Схема блоку очищення бурового розчину.

Якщо процес приготування промивного агента включає етап, на якому змішують дисперсную фазу і дисперсне середовище, то переважна більшість випадків закінчується відсутністю забезпечення всіх необхідних властивостей. Регулюють властивості бурового розчину за допомогою спеціальних засобів, що дозволяє доводити дисперсионную систему з певними параметрами до їх нормативного значення. У склади при цьому можуть додаватися активно діючі речовини.

Процес буріння повязаний із взаємодією бурового розчину з породами, які піддаються Розбурювання. Разом з тим склад вступає у взаємодію з пластовими водами, на нього впливають механічні навантаження. Тому всі складові елементи розчину піддаються процесу старіння, яке повязане з погіршенням властивостей промивного агента під впливом перепаду тисків, температур, опадів і атмосферного повітря.

Частинки розчину втрачають колишню силу електричного заряду, тому склад стає нездатним до виконання всіх необхідних функцій. Процес буріння повязаний з відновленням і підтримкою всіх необхідних властивостей. Оскільки геологічний розріз має різне чергування порід, то це повязано з необхідністю змінювати деякі функції складу. Щоб не робити заміну розчину при бурінні, його властивості можна спеціально регулювати в межах відповідних інтервалів.

Отже, буровим розчином називають промивну рідину, до складу якої входить бетоніт і всілякі добавки полімерів.

Основні етапи системи приготування бурового розчину

Схема приготування бурового розчину

Схема приготування бурового розчину.

Буровий розчин повинен бути приготований з використанням спеціальної ємності, яка володіє відповідною системою циркуляції, що знаходиться в цій ємності. У ній є гідроворонка, використовувана для подачі всіх необхідних компонентів, головним з яких є бетоніт, а також відповідні полімерні добавки. Необхідна наявність спеціального насоса, яким здійснюється подача компонентів в інструмент, тобто штанги.

Приготувати розчин можна, послідовно виконуючи наступні етапи, які повязані:

  1. З водопідготовкою, коли pH застосовуваної води знаходиться на низькому рівні, а сама вода має достатню твердість. Для кращої "распускаемость" розчину використовують мяку воду, що має значення pH> 10. Зменшенню загальної жорсткості води і підняття рівня рН до позначки 10 сприяє додавання соди кальцинованої. Для середньої обробки потрібно 0,6-1,5 кг на м кубічний води.
  2. З додаванням бетоніта, який в необхідному обсязі необхідно змішати з водою і інтенсивно перемішати за 15-25 хв.
  3. З додаванням полімерів, які слід додавати через 5-7 хвилин після того, як буде перемішаний бетоніт.

Готовність бурового розчину можна простежити, коли пройде близько 15-25 хвилин після того, як було розпочато процес приготування бетоніта, повязаний з його перемішуванням. Після певного проміжку часу даний розчин може стати густим.

Які функції притаманні бурових розчинів і з яких матеріалів їх роблять

Схема повернення бурового розчину

Схема повернення бурового розчину.

За рахунок функцій, властивих розчинів, можливо:

  1. Полегшити процес, повязаний з руйнуванням гірської породи.
  2. Виводити разбуріваемая породи або шлам з свердловин.
  3. Охолоджувати породоразрушающий інструмент, яким є долото.
  4. Сприяти принципом збереження стану стійкості стінок свердловин.
  5. Здійснювати підтримку гідростатичного балансу, який повинен зберігатися між породою і свердловиною.
  6. Оберігати породоразрушающие пристосування в результаті припинення циркуляції під впливом прихвата, що утримує елементи вибурюють порід, для яких характерне зважений стан.
  7. Оберегти інструмент і обладнання від змін в результаті корозії і зносу.

Готувати бурові розчини можна з використанням водної основи. Використовують і матеріал, з допомогою якого створюють дисперсную фазу, наприклад, глину. Розрізняють декілька її видів, оскільки вона різноманітна за своїми характеристиками і хімскладу. Наявність загального елемента будь-якого типу повязано з присутністю таких речовин, як глинозем в глині або кремнезем (окису кремнію і алюмінію). Сюди має входити і певний обсяг води.

Які розрізняються мінерали глинистих порід

Схема найпростішого приготування бурового розчину

Схема найпростішого приготування бурового розчину.

Розрізняють гідрослюда, каолініти, монтморіллоніти, пальгорскіти. У їх складі є наявність кристаликів-пластинок, тобто найдрібніших частинок з плоскою формою. Між ними відбувається проникнення молекул води, що повязано з розпусканням глини.

Натрій кальцію не відноситься до глинистих мінералів, але його наявність характерно для шару частинок глини, який є поверхневим. Для кожної з них характерна наявність негативного заряду на поверхні. Катіони натрію з кальцієм здатні до утворення "хмар", віддалених від поверхневих шарів глини. Якщо розпускання шару глини повязане з негативним зарядом, то це здатне забезпечувати глинистих суспензій стан стійкості. Катіони, які оберігають глиняні частки від злипання, називаються натрієвими або кальцієвими.

Рівень наявності колоїдних часток різний в плані витрачання глини, на цьому засновані технології приготування бурових розчинів.

Її витрата при використанні повинен зводитися до мінімуму, якщо вона є високодисперсною. Вихід глинистого розчину, отриманий з використанням глинопорошків (1 тонна), володіє вязкістю від 25 до 30 с. Якщо використовується бентонітова глина, то в цьому випадку виходить найбільша кількість бурового складу. Глина, що відноситься до солестійким, є пальгорскітовой.

Інший матеріал, який використовується з метою створення бурових розчинів, носить назву органо-мінеральну сировину або ОМС. Дана речовина добувається з відкладень водойм, тобто органогенних донних речовин з мулу. Спосіб приготування сапропелевих пасти повязаний з використанням води і каустичної соди. Після цього застосовується технологія приготування бурових розчинів на основі води.

Особливості технології обробки бурових розчинів реагентами

Схема оптимізації складу бурових розчинів

Схема оптимізації складу бурових розчинів.

Налічується близько шести видів речовин, які є реагентами, використання яких характерно для виготовлення бурового розчину:

  1. Реагенти-стабілізатори.
  2. Реагент, який використовується для звязування двовалентних катіонів.
  3. Регулятор лужності.
  4. Мастильна добавка.
  5. Піногасник.
  6. Утяжелитель.

Розглянемо кожне з використовуваних в бурових розчинах речовин докладніше.

  1. Реагенти, що виступають як стабілізатори, ділять на 2 групи. У 1-й знаходяться речовини-реагенти, що знижують фільтрацію, а у 2-й - подразники, що знижують вязкість складу. Ефективність реагентів-стабілізаторів заснована на його молекулярну масу, яка чим більше, тим найбільший ефект досягається за рахунок використання реагенту.
  2. Погіршення властивостей бурового складу може бути викликано наявністю катіонів, що знаходяться в розбурюється породі, які є двовалентними. Цемент - це речовина, яка насичена таким елементом, як кальцій, які зявлятимуться в розчині при розбурюванні цементного склянки. Сполучною речовиною, що робить вплив на іони кальцію, зазвичай застосовується кальцинована сода, яка є вуглекислим натрієм.
  3. Якщо відбувається зростання лужності за рахунок спеціального регулятора, то це сприяє підвищенню швидкості процесу розпускання глини при створенні бурового розчину.
  4. Використання змащувальних добавок, що зменшують силу тертя, супроводжує появи ефекту адсорбції. Використання добавки для змащення, якої є реагент, повязане з його опором при подальшому зближенні деталей інструменту, що зазнають тертя. Щоб знизити силу тертя при бурінні, застосовуються мастильні добавки.
  5. Двокомпонентний піногасник, що відносяться до ПАР, що включає носій, має високу адсорбційну здатність. За допомогою пеногасителя з розчину витісняється реагент, який є піноутворювачем. Носієм називається речовина, що є органічним розчинником, яким властивий високий ступінь рухливості.

Піногасник починає адсорбироваться при його надходженні на кордон розділу фаз, що супроводжується появою пухирців і піни. При близькому знаходженні піни від поверхні розчину відбувається її швидке руйнування. При її знаходженні всередині рідини відбувається спливання найбільших бульбашок, які долають міцну структуру.

Таблиця соленосних порід

Таблиця соленосних порід.

  1. Якщо рідина перемішати, бульбашки починають зустрічатися на глибині.
  2. Якщо поверхнева плівка слабка, то протистояння розчину піноутворювача стає неможливим, тому відбувається подальше зливання бульбашок, які після свого збільшення спливають і лопаються.
  3. Якщо буровий розчин спіне з використанням піноутворювача, то відбувається підвищення його структурно-механічних характеристик. Разом з тим починається погіршення роботи насоса, тому важливо використання пеногасителя.
  4. Щоб підвищити щільність розчину, застосовують утяжелитель, який є порошком важких мінералів. Додавання обважнювачів викликає збільшення вмісту твердої фази, а система розчину не володітиме колишньої рухливістю, тобто буде вязкою.

Чим більш високою щільністю володіє утяжелитель, тим меншу його кількість потрібно при його витраті. При цьому буровий розчин піддається слабшому впливу.

Зазвичай використовують кілька видів бурового розчину, що залежить від розрізу, який буде розкритий. Вид бурового розчину повинен бути підібраний після проведення дослідження порід. Розрізняють пять частин, на які умовно поділяється соленосна порода:

  1. Надсолевого.
  2. Верхнесоленосная.
  3. Межсолевая.
  4. Ніжнесоленосная.
  5. Подсолевом.

Для буріння надсолі використовують сапропелевий склад, прісний глинистий, який оброблений Лігнополом. Бурити соленосних шари можна з використанням глинистого складу:

  1. Соленосних.
  2. Соленасиченого.

Якщо потрібно буріння подсолевих і межсолевих продуктивних відкладень, то це головним чином можна проводити за допомогою прісних сапропелевих розчинів або соленасиченого.


» » » Якісне приготування бурових розчинів із заданими властивостями