Особливості розрахунку щільності бурового розчину

Зміст:

Промивні розчини здійснюють кілька функцій, які впливають на успішність проведення робіт, швидкість буріння і введення свердловини в експлуатацію з найвищим ступенем продуктивності. Це вказує на те, що роль згаданого складу велика. Це особливо стосується глибокого буріння, тому розрахунок для визначення параметрів слід проводити правильно.

Схема приготування бурового розчину

Схема приготування бурового розчину.

Завдання розчину для буріння

В якості основних завдань промивної рідини можна виділити:

  • руйнування забою;
  • позбавлення внутрішньої області забою від шламу;
  • виведення шламу на верхній рівень;
  • компенсація надмірної кількості пластового тиску флюїдів;
  • запобігання обвалів стінок свердловини;
  • скидання шламу;
  • змазування і охолодження долота, решти інструменту та обладнання.
Схема найпростішого приготування бурового розчину

Схема найпростішого приготування бурового розчину.

Перед початком робіт необхідно провести правильний розрахунок параметрів, особливостей бурового розчину і хімічних складів для коригування його параметрів, таким чином, повинні бути враховані певні вимоги, серед яких можна виділити як можна більше максимальне зниження згубного впливу суміші на продуктивність обєктів.

Крім цього, розчин повинен максимально знизити техногенне навантаження на навколишнє середовище, запобігти ускладненням під час буріння і кріплення, а його вартість повинна бути прийнятною.

Характеристики бурового розчину першочергово визначаються геологічними особливостями проходки.

Розрахунок параметрів бурового розчину

Пристрій ваг для розрахунку щільності бурового розчину

Пристрій ваг для розрахунку щільності бурового розчину.

Характеристики бурового розчину і його щільність визначаються в залежності від параметрів свердловини і геологічних умов. Щільність розчину при досягненні газонефтеводонасищенних пластів повинна бути визначена для горизонту якомога з більшим градієнтом пластового тиску в межі супутніх умов. Неприпустимо, щоб щільність бурового розчину, який позбавлений газу, виявилася перевищена.

Після досягнення газоносного горизонту і при поглибленні слід здійснювати перевірку того, наскільки розчин насичений газами. Якщо помічено значне надмірний вміст газу в розчині, яке перевищує 5%, то слід негайно проводити заходи, спрямовані на дегазацію. Належить знайти причини перенасиченості газом. Для того щоб визначити рівень загазованості, слід проводити вимір повітряного середовища в області ротора, блоку замішування розчину, вібросит і насосного приміщення. Якщо виникла необхідність збільшити щільність розчину, що знаходиться в свердловині, то неприпустимо нагнітати склад, який був схильний до процедури обважнення.

Роботи з буріння повинні проводитися за допомогою мірної ємності, яка дозволить контролювати долив свердловини.

Згадане пристосування повинно мати рівнемір.

Схеми промивання з виходом бурового розчину на поверхню

Схеми промивання з виходом бурового розчину на поверхню.

Визначення щільності в процесі буріння виробляється з умови противодавления на пласт, при цьому слід використовувати формулу: p = k (Pплх106/ gLn) Кг / м3. Тут k - це коефіцієнт перевищення тиску розчину в залежності від глубіни- Pпл представлено пластовим тиском (МПа) - g - це прискорення сили тяжіння, еквівалентну показнику 9,81- Ln - лінія розташування покрівлі пласта. На рис. 1 можна побачити залежність показників бурового розчину, в тому числі і щільності від інтервалу.

Визначення щільності бурового розчину може бути здійснено зважуванням виміряного обсягу і подальшим поділом маси на обєм. Визначення параметрів за допомогою важільних терезів відбувається в певному порядку. Процес починають з наповнення чашки розчином, на яку надягають кришку. Суміш, що залишилася на кришці, повинна бути стерта, а рейтер слід перемістити уздовж важеля. При цьому потрібно прагнути отримати стан рівноваги, після можна буде побачити показник щільності складу для буріння, який буде видно на шкалі.

Щільність розчину є фізичною величиною, яка визначається відношенням маси до обсягу. Даний показник є надзвичайно важливим з тієї причини, що він дозволяє визначити гідростатичний тиск, який чиниться стовпом суміші в свердловині на певній глибині. Це вказує на необхідність проводити розрахунки з усією серйозністю.

Коригування характеристик промивної рідини

Схема оптимізації складу бурових розчинів

Схема оптимізації складу бурових розчинів.

В процесі проведення робіт може виникнути необхідність в зміні параметрів бурового розчину. Його в деяких випадках потрібно, наприклад, погіршити або піддати хімічній обробці. Буровий розчин може бути доповнений хімічними реагентами в процесі або вже після приготування, що дозволяє отримати склад з певними заданими властивостями. Таким чином, буровий розчин змінює вязкість, міцність і здатність до Водовіддача. Саме хімічна обробка виступає в якості провідного методу коригування параметрів розчину в процесі проведення робіт. Хімічні реагенти та склади можуть відрізнятися по ряду особливостей, наприклад, за фізико-хімічними властивостями, серед яких є термостійкість, стійкість до електролітів. Їх відмінність може полягати в призначенні, параметрах дії і т. П.

При бурінні незамінним вимогою для запобігання газу- нафти- і водопроявів, руйнувань стінок свердловини і всіляких проблем, які можуть виникнути через названих обставин, виступає коригування гідростатичного тиску стовпа розчину. Існують способи зміни гідростатичного тиску, один з них виражений варіацією щільності розчину. При вимозі отримати розчин з більш значною щільністю слід застосовувати сильно розмелені порошки важких інертних металів.

Різновиди хімічних реагентів

Схема блоку очищення бурового розчину

Схема блоку очищення бурового розчину.

Карбоксиметилцелюлоза представлена натрієвої сіллю простого ефіру целюлози, а також гліколевої кислоти. При більшому рівні полімеризації речовини термостійкість і стабілізація розчину підвищуються, з цієї причини найбільш дієвими є реагенти по типу Tylose. Речовина має вигляд дрібнофракційних складу, який володіє білим або кремовим відтінком, показник його вологості не перевищує 10%. Ефективно розчиняється в рідині. Придбати можна в тарі, виконаної у вигляді паперових пакетів, вага яких дорівнює 20 кг. Використовується для корекції фільтраційних характеристик бурового розчину.

Зачиннення водного розчину і описуваного речовини здійснюється в глиномішалку або за допомогою гідромешалкі. Перший варіант обладнання має бути заповнити водою, залишивши вільної 1/3 обсягу ємності, після потрібно помістити всередину необхідну кількість реагенту. Потім все має бути перемішати, поки не вдасться отримати рівномірну консистенцію. Тепер ємність слід заповнити водою вже повністю. Роботи з приготування розчину КМЦ слід виробляти, використовуючи обсяг речовини в максимальних межах 200 кг на мішалку.

Таблиця впливу реагенту на властивості бурового розчину

Таблиця впливу реагенту на властивості бурового розчину.

Буровий розчин може бути доповнений і уніфлоком, який являє собою порошок оранжевого або кремового відтінку, він теж добре розчиняється в рідині.

Придбати його можна в тарі на 30 кг, виробленої в вигляді поліетиленових мішків. Водний розчин має лужною реакцією, речовина може бути поєднане з вищеописаним складом або КССБ. Використовують його при завданні загустіння розчинів.

Буровий розчин може використовуватися і з каустичною содою. Речовина у вигляді гранул або пластівців чудово розчиняється в воді, має білий колір і щільність в межах 2130 кг / м3 . Використовується при виникненні необхідності підтримки певного рівня рН розчину. Придбати можна металевих бочках або в мішках (25-50 кг), обсяг останніх дорівнює 50 кг.

Залежність показників бурового розчину

Малюнок 1. Залежність показників бурового розчину.

У буровий розчин речовина слід додавати повільно і акуратно протягом періоду циркуляції за допомогою ємності, призначеної для проведення процедур з хімічними складовими. У Росії описуваний хімічний склад виробляється на основі ТУ6-10-1306-85 і має вигляд кристалічної безбарвної маси, упаковуваної в сталеві барабани по 100 або 200 кг.

при приготуванні бурового розчину іноді використовується ФК-2000 - екологічно безпечна речовина, яка виступає в ролі мастильної добавки на базі рослинного соняшникової олії.

Склад характеризується високою ефективністю і володіє багатофункціональним впливом. Після зєднання речовини з розчином останній у багато разів покращує антіпріхватние, мастильні та ингибирующие характеристики. Буровий розчин в результаті отримує можливість знижувати коефіцієнт поверхневого натягу.

Схема повернення бурового розчину

Схема повернення бурового розчину.

Цей склад надзвичайно популярний при проведенні робіт з буріння, багато в чому це обумовлено тим, що він має схожі параметри з мастильними речовинами іноземного виробництва. Цей матеріал використовують при бурінні на території Західного Сибіру, коли виникає необхідність облаштувати горизонтальні і похило-спрямовані свердловини. За зовнішнім виглядом складу нагадує рідину, яка має здатність переходити в стан пасти, що відбувається при знижених температурах. Реалізується складу в сталевих бочках (200 л).

Трибутилфосфат використовується при необхідності запобігання утворенню і гасіння піни в сумішах. А ось ГКЖ використовується в ролі гидрофобизирующей добавки, яка виключає диспергування, гідратацію та проникнення глин в розчин. Це в підсумку дозволяє забезпечити чудові реологічні характеристики розчину. Якщо доповнити буровий розчин названим складом, то він стане демонструвати відмінну стійкість до температур.

При вимозі знизити показники вязкості можна використовувати НТФ (кислоту). Ця речовина добре розчиняється в рідині, що не піддається горінню, вибухобезпечні і не настільки токсично. При здійсненні робіт в літній час склад додають, приготувавши з нього попередньо розчин із застосуванням води в пропорції 1:10, тоді як при проведенні робіт в зимовий період розчин речовини готують не з застосуванням води, а антифризу. Склад являє собою порошок або рідина, в останньому випадку речовина міститься у воді в обсязі 30-40%, в цьому випадку щільність становить 1190-1270 кг / м3. Застосовується і при видобутку нафти в ролі інгібітора солеотложеній.

Таблиця соленосних порід

Таблиця соленосних порід.

Якщо виникає необхідність знизити фільтрацію розчину, то слід використовувати КССБ, який представлений тонкодисперсним що порошиться порошком, мають темно-коричневий відтінок.

Останнім часом стали більш жорсткими екологічні вимоги, що торкнулося і бурових робіт, які повинні проводитися за допомогою малонебезпечних для зовнішнього середовища розчинів. Застосування подібного розчину стало можливим із застосуванням малотоксичних хімічних речовин, у тому числі екологічно безпечних мастильних складів і протівопріхватних речовин. Так, добавка ФК-2000 має в складі рослинні масла і рибожіровие відходи, що робить її нетоксичного.

Якщо готувати буровий розчин з додаванням КМЦ і НТФ, то він буде вважатися малонебезпечних, тому він і дозволений до застосування. На рис. 2 наведено приклад приготування розчину, в якому міститься незначна кількість глини. Цифрами позначається процентне співвідношення до загального обсягу маси.

Розрахунок витрати бурової суміші

Приклад приготування розчину, в якому міститься незначна кількість глини

Малюнок 2. Приклад приготування розчину, в якому міститься незначна кількість глини.

Для того щоб зробити розрахунок кількості промивної рідини та інших складових на 1 м проходки, слід знати тонкощі розрахунку кінцевого обсягу бурового розчину. Підсумковий показник буде виражений в кубічних метрах, а використовувати належить наступну формулу: Q = n1L1 + n2L2 + n3L3 + n4L4. У ній n - це норма витрати розчину на задану довжину проходки з урахуванням швидкості проведення робіт, значення виражено в м / м. L - інтервал свердловини, який відповідає цій нормі, значення виражено в метрах.

Для замішування бурового розчину застосовуються глини, які володіють незначним вмістом піску, це дозволяє отримувати після зєднання з водою вязкий склад, який протягом тривалого періоду не знаходить осаду. Видатними характеристиками володіють лужні види монтморіллонітових глинопорошків, їх використовують для отримання складів з незначною щільністю.

Як небажаних інгредієнтів в глинах, які здатні знизити стабільність розчину, виступають такі речовини, як гіпс і вапняк.

Технічні умови регламентують показники якості сировини на основі глини, що використовується для замішування розчину. В його ролі виступає вихід розчину, тобто обсяг суспензії певної вязкості, що витягується з 1 т вихідної сировини.

Проведення первинного очищення розчину

Схема дегазації бурового розчину

Схема дегазації бурового розчину.

Для того щоб повністю усунути всю зайву породу з розчину і мати можливість коригувати обсяг твердої фази в розчині, слід виробляти поетапну систему очищення. Ці процедури дозволяють знизити обсяг напрацювання суміші, що впливає і на зменшення кількості відпрацьованого розчину. Працювати слід за допомогою засобів очищення, які виробляються зарубіжними і російськими компаніями. Процес очищення складається з чотирьох етапів і передбачає використання вібросит, пескоотделітелей, ілоотделітеля і центрифуги. На першому етапі розчин піддається позбавлення від шламу. Це механічний процес, який передбачає відділення частинок за допомогою просіює обладнання.

Основні фактори, які дозволяють визначити інтенсивність очищення і пропускну здатність сита, це габарити осередків, а також просівають підставу. Серед провідних складових вибросита можна виділити піддон, який пристосований для збору чистої суміші- приймач, призначений для розподілу потоку- знаходиться в стані руху раму, що має в складі сітку- вібратор і амортизатори. Описані рами можуть бути встановлені в горизонтальній або похилій площині, тоді як їх рух може бути спрямовано з боку в бік, по колу або являти собою комбінацію вищеописаних.

Установки для очищення розчину

У практиці російські компанії найчастіше застосовують одноярусні здвоєні установки марки СВ-2. Це пристрій пристосоване до проходження обсягу розчину, що досягає 60 л / с, при цьому сітка повинна мати осередки з габаритами 1х5 мм. Робоча підставу сітки має довжиною в 1,2 м і шириною, рівній 0,9 м. Сітка забезпечує частоту коливань в максимальних межах, рівних 2000 за хвилину. Нахил робочої поверхні до горизонту становить від 12 до 18 °. При необхідності використовувати більш вдосконалену модель слід застосовувати СВ-25.

Вибросито марки ВС-1 має дві укріплені в касети сітки. Застосовуються вони з ситами, які володіють квадратними осередками зі стороною від 0,16 до 0,9 мм. Одну робочу поверхню монтують горизонтально, тоді як інша розташовується з нахилом, кут якого дорівнює 5 ° по відношенню до горизонту.

Приготування бурового розчину проводиться професіоналами, що дозволяє добитися відмінних результатів роботи в короткі терміни.


» » » Особливості розрахунку щільності бурового розчину