«Типы буровых растворов и условия их применения» в опросы для изучения
|
Скачать 0.57 Mb.
|
|
6 ТЕМА: «Типы буровых растворов и условия их применения» вопросы для изучения: 6.1 Гомогенные буровые растворы на водной основе 6.1.1 Техническая вода 6.1.2 Полимерные буровые растворы 6.1.2.1 Полимерные буровые растворы на основе синтетических полимеров 6.1.2.2 Полимерные буровые растворы на основе полисахаридов 6.1.3 Водные растворы ПАВ 6.1.4 Солевые буровые растворы 6.2 Гомогенные углеводородные растворы 6.3 Гомогенные газообразные очистные агенты 6.4 Гетерогенные водные растворы с твердой дисперсной фазой 6.4.1 Нестабилизированные глинистые суспензии и суспензии из выбуренных пород 6.4.2 Гуматные растворы 6.4.3 Лигносульфонатные растворы 6.4.4 Хромлигносульфонатные растворы 6.4.5 Полимерные недиспергирующие буровые растворы 6.4.6 Гетерогенные ингибирующие буровые растворы на водной основе 6.4.6.1 Алюминатные растворы 6.4.6.2 Известковые растворы6.4.6.3 Безглинистые солестойские растворы (БСК)[2] 6.4.6.4 Кальциевые растворы 6.4.6.5 Гипсоизвестковый раствор 6.4.6.6 Хлоркальциевые растворы 6.4.6.8 Растворы, обработанные солями трехвалентных металлов 6.4.6.9 Силикатные растворы 6.4.6.10 Гидрофобизирующие растворы 6.5 Соленасыщенные буровые растворы 6.5.1 Необработанный глинистый соленасыщенный раствор 6.5.2 Стабилизированный соленасыщенный раствор 6.5.3 Раствор на основе гидрогеля магния [2] 6.6 Растворы на нефтяной основе 6.6.1 Известково-битумный раствор 6.6.2 Инвертные эмульсионные растворы (ИЭР) 6.6.3 Буровой раствор на углеводородной основе ИКИНВЕРТ 6.6.4 Термостойкий раствор на углеводородной основе ИКИНВЕРТ-Т 6.6.5 Высококонцентрированный инвертный эмульсионный раствор 6.6.6 Термостойкий инвертно-эмульсионный раствор (ТИЭР) 6.6.7 Термостойкая инвертная эмульсия на основе ЭК-1 6.1 Гомогенные буровые растворы на водной основе 6.1.1 Техническая вода Техническая вода является наиболее доступным и дешевым очистным агентом, в связи с чем, достаточно широко используется при бурении устойчивых пород в случае отсутствия флюидопроявлений. Кроме того, техническая вода служит основой, т. е. дисперсионной средой, для получения буровых растворов на водной основе. Качество техническая воды для целей бурения принято характеризовать жесткостью, степенью и составом минерализации. По степени минерализации, оцениваемой количеством растворенных солей в 1 литре воды, природные воды делятся на 4 группы: - пресные – до 1 г/л; - солоноватые – 1…10 г/л; - соленые – 10…50 г/л; - рассолы > 50 г/л. С точки зрения использования технической воды в качестве самостоятельного очистного агента наиболее важным показателем её качества является состав минерализации. Состав минерализации определяет коррозионную агрессивность воды по отношению к металлу и тампонажному (цементному) камню, проявляющуюся в разрушении металла и растворении компонентов цементного камня. Для приготовления качественных буровых растворов целесообразно использовать воду с общей жесткостью (Ca2+ + Mg2+) не более 3 - 4 мг×экв/л. Для смягчения жесткой воды ее обрабатывают NaOH, Na2CO3 и Na3PO4×10H2O. Степень минерализации воды оказывает существенное влияние на эффективность действия (расход) химических реагентов и степень гидратации глин. Кроме своей доступности и дешевизны вода, как очистной агент, обладает целым рядом и других преимуществ: малой вязкостью (1 мПа×с при t = 20,5 ºС); низкой плотностью (1000 кг/м3); высокой охлаждающей способностью. Совокупность этих свойств воды обеспечивает эффективную работу породоразрушающего инструмента (высокую механическую скорость бурения и проходку на долото), гидравлических забойных двигателей и буровых насосов. Однако вода в перерывах между циркуляциями не удерживает шлам в скважине во взвешенном состоянии, вызывает интенсивную гидратацию, набухание и диспергирование глинистых пород. Поэтому применение воды как эффективного бурового раствора допустимо лишь при бурении сравнительно неглубоких скважин в твердых неглинистых породах карбонатно-песчаного комплекса, а также в гипсах и водоносных горизонтах. Проникновение воды в продуктивный пласты резко снижает их нефтеотдачу вследствие создания водяного барьера и образования устойчивых водонефтяных эмульсий, препятствующих притоку нефти в скважину, что серьезно затрудняет освоение и ввод скважин в эксплуатацию. Кроме того, вода замерзает при отрицательной температуре, что так же ограничивает область ее применения. 6.1.2 Водные растворы полимеров Полимерными называются водные растворы высокомолекулярных веществ (акрилатов и полисахаридов), молекулы которых построены путем многократного повторения одного и того же звена - мономера. Например, мономер ПАА: – CH2 – CH – ç CONH2 n Если в молекуле чередуются разные мономеры, то такое высокомолеклярное вещество (ВМВ) называется сополимером. ВМВ могут быть полиэлектролитами и неэлектролитами. К полиэлектролитам относятся реагенты на основе водорастворимых эфиров целлюлозы и на основе акриловых полимеров, которые при диссоциации в воде образуют сложный анион и простой катион. К неэлектролитам относятся крахмальные реагенты, содержащие полярные группы, не имеющие заряда. Впервые полимерные растворы начали применяться в США в начале 60-х годов. В нашей стране полимерные буровые растворы впервые нашли применение лишь в первой половине 70-х годов. С их применением связаны работы Ахмадеева Р.С., Дедусенко Г.Д., Кистера Э.Г., Крысина Н.Н., Липкеса М.И., Скальской У.А., Нацепинской А.М., Турапова М.К., Шарипова А.У, Пенькова А.И., Хариева И.Ю, Андреcона Б.А., Минхайрова К.Л. и др. В качестве полимеров использовались ГПАА, метас, гипан, реагент К-4. При необходимости в раствор добавляли ингибирующие добавки, некоторые виды отходов металлургических и химических производств. Технологическая эффективность полимерных реагентов обусловлена целым рядом специфических характеристик, присущих только им и отличающих их от других реагентов. К этим характеристикам полимеров относят огромную молекулярную массу, конформационное и конфигурационное многообразие, определенную и вполне удовлетворительную прочность цепи макромолекулы, а также полиэлектролитные свойства и способность к межмолекулярным взаимодействиям, т.е. поверхностную активность. Например, повсеместно применяемые неорганические реагенты имеют молекулярную массу несколько десятков условных единиц (каустическая сода – 40, кальцинированная сода – 106 и т.д.), их называют низкомолекулярными; реагенты с молекулярными массами от 500 до 5000 - олигомеры, если же вещество имеет молекулярную массу свыше 5000, его относят к полимерам (высокомолекулярным соединениям). Молекулярная масса полимеров, используемых при бурении скважин, варьирует от 104 до 107 у.е. Многочисленными исследованиями было установлено, что полимерные растворы характеризуются псевдопластическим режимом течения, проявляющемся в том, что вязкостные свойства полимерных растворов в значительной степени зависят от скорости сдвига. Так, в диапазоне скоростей сдвига, характерном для течения в насадках долота, вязкость полимерного раствора приближается к вязкости воды. Это свойство обеспечивает снижение гидравлических сопротивлений и позволяет подводить к долоту значительно большую, по сравнению с использованием глинистого раствора, гидравлическую мощность. Полимерные растворы с низкой вязкостью способствуют эффективному разрушению горных пород в призабойной зоне пласта в результате быстрого проникновения раствора в трещины, образующиеся при разрушении породы долотом. В диапазоне скоростей сдвига, характерных для течения в затрубном пространстве, полимерный раствор имеет повышенную вязкость, что способствует более полному выносу выбуренной породы на поверхность и повышает устойчивость стенок скважины, за счет адсорбции полимера на породе. Одной из причин снижения эффективности бурения является значительное превышение пластового давления в скважине над забойным т.к., затрудняется отделение частиц разрушенной породы от забоя. Применение же полимерных буровых растворов позволяет регулировать значение дифференциального давления и бурить при сбалансированном давлении, когда гидростатическое давление равно пластовому, или незначительно превышает его. При этом уменьшается вероятность поглощения бурового раствора и прихватов бурильной колонны. Улучшению показателей бурения способствует смазывающая и противоизноская способность полимерных растворов за счет образования прочной адсорбционной пленки на трущихся поверхностях. Буровые растворы, содержащие полимеры обладают ингибирующей способностью, что важно при разбуривании неустойчивых глинистых пород. Адсорбируясь на глинистых частицах, полимер препятствует их гидратации и переходу в раствор. При вскрытии продуктивного пласта полимер частично отфильтровывается на границе скважина – пласт, образуя низко проницаемую корку (пленку) и частично проникает в приствольную зону продуктивного пласта [4]. Молекула полимера из-за отсутствия симметрии распределения электронов, является биполярной. Такие молекулы ведут себя так, если бы они были центрами положительных и отрицательных зарядов. Глинистые минералы, входящие в состав коллектора так же полярны. Если глины находятся в контакте с жидкостями, растворами, содержащими полярные вещества, то отрицательные центры на глинистых минералах притягивают положительные центры полярных веществ окружающей жидкости. Бредли показал, что полимеры, адсорбируясь на глинистых минералах, могут образовывать сложные молекулярные слои, кроме того, полимер, адсорбируемый на базальной плоскости глинистого минерала, вытесняет воду с этой поверхности. А неорганические катионы, как показал Мак-Эван, присутствующие на поверхности глинистого минерала не обязательно вытесняются адсорбцией органических молекул [5]. Таким образом, полимер, находясь в поровом пространстве и адсорбируясь на поверхности порового канала, сужает его, тем самым, снижая эффективную проницаемость, с другой стороны, адсорбируясь на глинистых минералах, входящих в состав коллектора, предотвращает их гидратацию и набухание. Применение полимерных растворов позволяет создавать малопроницаемые корки, пленки-корки, уменьшающие влагоперенос фильтрата бурового раствора в глинистые породы и тем самым, обусловливающие длительную устойчивость стенок скважины. Флокулирующие свойства полимеров обусловливают высокую степень очистки безглинистых растворов от частиц выбуренной породы. В 1960-1980 годах за рубежом для очистки бурового раствора широко применялись полимеры – флокулянты: флоксит, рапидол, лосол, пушер, седипур, биополимеры и др. При введении полимеров в раствор в количестве от сотых до тысячных долей от общего объема раствора происходит агрегирование мелких взвешенных частиц выбуренной породы с помощью полимерных мостиков. Поскольку масса связанных твердых частиц увеличивается, они оседают под действием гравитационных сил в желобной системе, и к буровым насосам поступает осветленная (очищенная) жидкость. В последние годы, считается, что лучшей полимерной основой для буровых растворов служат реагенты полисахаридной природы – производные целлюлозы и крахмала, которые кроме перечисленных выше преимуществ полимеров проявляют высокие эксплуатационные свойства, одновременно легко подвергаются деструкции и тем самым сохраняют естественную проницаемость коллекторов и не загрязняют окружающую среду [6]. Полисахариды способны во время строительства скважины образовывать кольматационный экран, способный не пропускать фильтраты буровых и цементных растворов в продуктивный пласт и со временем саморазрушаться (деструкция до простых сахаров) восстанавливая первоначальную проницаемость коллектора. Широкое применение полимеров в составе бурового раствора позволяет сократить расход химических реагентов и материалов, уменьшить затраты физического труда, что способствует сокращению сроков строительства скважин и экономии материальных затрат. Недостатки полимерных растворов: низкая стойкость к действию ионов кальция и других поливалентных металлов; высокая стоимость импортных ВМВ (3…16 тыс. долларов за тонну) и дефицитность отечественных (потребности в полимерных реагентах удовлетворяются только на 40…50 %). 6.1.2.1 Полимерные буровые растворы на основе синтетических полимеров В ряду синтетических высокомолекулярных соединений, применяемых для обработки промывочных жидкостей, следует выделить полиакриламид, молекулярная масса которого достигает 6106 у.е. Из известных синтетических полимеров такие же значения молекулярной массы имеет лишь полиэтиленоксид, который редко применяется при бурении скважин из-за дефицита. Отечественный полиакриламид выпускается без контроля таких характеристик как молекулярная масса, молекулярно-массовое распределение, степень гидролиза; производится неочищенным, по разным технологиям (известковой, аммиачной). Все это вызывает трудности в применении полиакриламида (ПАА) для обработки промывочных жидкостей. В ряде рецептур полимерных буровых растворов вместо ПАА используется гидролизованный полиакрилонитрил (гипан) [7]. Для приготовления 1 м3 безглинистого бурового раствора требуется 975 - 970 л воды и 25 - 30 кг ПАА (8 %-ной концентрации). Для приготовления полимерного недиспергирующего раствора можно использовать пресный раствор, обработанный УЩР. Предварительно определяют содержание глинистой фазы и при необходимости ее снижения раствор разбавляют водой, а затем вводят 0,5 %-ный раствор ПАА из расчета 10-20 л/м3. При разбуривании высококоллоидных глин регулирование реологических свойств полимерных растворов затруднено. В таких случаях в раствор дополнительно вводят неорганические электролиты. При бурении в набухающих и неустойчивых глинистых сланцах используют полимерные недиспергирующие растворы, содержащие два (или более) акриловых полимера различной молекулярной массы, из которых один, обычно высокой (10÷15)·106 молекулярной массы (ПАА) выполняет функции флокулянта и ингибитора глин, другой — средней (2÷6) 105 молекулярной массы (сайпан, М-14, метас, гипан, НР-5) обладает свойствами понизителя фильтрации и загустителя. Обычно их применяют в соотношений 1 : 5- 1 : 10. В случае повышения содержания глинистой фазы в растворе используются недиспергирующие разжижители-дефло-кулянты (НТФ, ПАК). Типичные рецептуры полимерных недиспергирующих растворов на основе акриловых полимеров приведены в таблице 6.1 Таблица 6.1 – Полимерные растворы на основе акриловых полимеров
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Содержание Обязательные требования к выполнению работ по сопровождению и осветлению буровых растворов 10 |
|
Руководство по оценке заявок участников закупочной процедуры по лоту... |
|
Согласовано Оказание услуг по сервисному обслуживанию буровых растворов и промывочных жидкостей при бурении и освоении скважин №13 Восточно-Прибрежная,... |
|
Согласовано Оказание услуг по сервисному обслуживанию буровых растворов и промывочных жидкостей при бурении и испытании разведочных скважин р-52... |
|
Техническое задание На проведение конкурентного отбора контрагентов... Подрядчика на основании полученного технического задания на конкретную скважину, подписанного полномочными представителями Заказчика... |
 |
Руководство пользователя экси. 70111-34 Всего листов 64 содержание... Установка «скзи верба-ow. Библиотека шифрования и эцп» и арм «Верба-Сертификат мв клиент»: 9 |
|
Комплектные автоматическая установки приготовления и дозирования растворов Приготовление различных растворов нужной концентрации является очень важным и распространенным процессом для различных отраслей |
|
Образец Заявление на комбинированное страхование буровых работ Прошу оаo “Страховая компания “ Регионгарант” заключить договор комбинированного страхования буровых работ |
|
Санитарные правила для плавучих буровых установок (пбу) Пбу, предназначенных для выполнения буровых работ с целью разведки или добычи подземных ресурсов морского дна, а также требования... |
|
Инструкция по проведению анкетирования прилагается. Опросы проводятся Вас осуществить работу по организации опроса обучающихся и родителей в соответствии с прилагаемой анкетой и направить заполненные... |
|
1. назначение и области применения Технические характеристики и условия применения |
|
Разработка мероприятий по улучшению условий труда на рабочем месте аккумуляторщика Опросы реконструкции аккумуляторной в одной из организаций г. Омска с целью приведения ее к действующим нормативам по строительной... |
|
Инструкция по применению полосок индикаторных экспресс-контроля концентраций... Авансепт (далее – индикаторные полоски), выпускаемые в соответствии с ту 9398-053-11764404-2005, предназначены для визуального контроля... |
|
Инструкция по применению полосок индикаторных экспресс-контроля концентраций... Авансепт (далее – индикаторные полоски), выпускаемые в соответствии с ту 9398-053-11764404-2005, предназначены для визуального контроля... |
|
Комплект оценочных средств для текущего и промежуточного контроля... Пм 02 Приготовление проб и растворов различной концентрации по профессии 18. 01. 02 Лаборант-эколог |
|
Руководство администратора наименование утверждаемого документа Оглавление... Развитие информационно-аналитического обеспечения лицензионной деятельности в Российской Федерации |