Водоотдача бурового раствора

Замеряют водоотдачу на приборе ВМ-6. Определяют объем выделившейся воды за 30 мин. в см3. Различают 3 вида фильтрации бурового раствора.

Показатель фильтрации (водоотдача)

Буровые растворы. Классификация, параметры, свойства. Курсовая работа (т). Геология. 2012-09-06	Рис. 8.2. Ареометр АБР-1. Водоотдача (В) — это объем фильтрата, отделившегося от бурового раствора за 30 минут.
Водоотдача или фильтрация	Свойства бурового раствора могут быть распределены на пять основных категорий: вязкость, плотность, водоотдача, химические свойства, содержание твердой фазы.
Влияние водоотдачи бурового раствора на процесс бурения	Барит по сути нерастворим в воде и никак не реагирует с иными элементами бурового раствора. Добавляется в буровой раствор с целью увеличения плотности.
На что влияет водоотдача бурового раствора	Водоотдача – это способность бурового раствора отдавать воду пористым породам под действием перепада давления. Единица измерения водоотдачи – см 3 /30 мин.

Водоотдача или фильтрация

Большие частицы помогают снизить фильтрационные потери и обеспечить хорошую устойчивость стенки скважины. Мелкие частицы, в свою очередь, позволяют улучшить проникающую способность раствора и повысить эффективность разделения грунта. Основной способ контроля размера частиц в буровом растворе — это использование специальных агентов, таких как гранулометрически активированная шламовая пробка. Данный тип агента позволяет регулировать размер частиц в широком диапазоне и обеспечивать стабильность параметров бурового раствора. Оптимальный размер частиц в буровом растворе выбирается на основе результатов лабораторных испытаний и учета специфических условий бурения. Правильно подобранный размер частиц позволяет достичь наилучших показателей процесса бурения и обеспечить высокую продуктивность работы скважины. Вязкость бурового раствора Вязкость бурового раствора зависит от его химического состава и концентрации добавок, а также от технологических условий процесса бурения. При повышении вязкости раствора увеличивается смачивание бурового инструмента и его способность удалять взвеси из скважины. Для измерения вязкости используются специальные устройства — вискозиметры.

Полученные значения используются для расчета необходимой силы для прокачки раствора через буровую колонну. Тип вязкости.

Более того, чрезмерное количество образуемого фильтрата грозит его попаданием в продуктивные зоны, что ведет к резкому снижению потенциала пласта и ухудшению его коллекторских свойств. Именно поэтому своевременное определение параметров водоотдачи цементной смеси является обязательным мероприятием при выполнении работ, направленных на цементирование обсадной колоны любой промышленной скважины.

Замеряют водоотдачу на приборе ВМ-6. Определяют объем выделившейся воды за 30 мин.

Призабойная фильтрация приурочена к призабойной зоне. В следствие работы долота происходит уменьшение величины фильтрационной корки и может произойти почти полное ее разрушение. Поэтому фильтрация в этой зоне характеризуется наибольшей водоотдачей и наименьшей толщиной корки. Статическая фильтрация происходит при остановке циркуляции бурового раствора. Например, при смене долота. Корка в этом случае имеет наибольшую толщину. Вследствие этого фильтрация, происходящая после сформирования корки, заметно замедляется.

Водоотдача получается наименьшей. Динамическая фильтрация происходит в процессе циркуляции промывочной жидкости. В этом случае происходит гидродинамическая эрозия корки. Величина водоотдачи и толщины корки занимает промежуточное положение между первыми двумя видами. Решающее влияние оказывает степень дисперсности глинистых частиц в растворе. Чем она выше, тем плотнее укладываются частицы фильтрационной корки и тем меньше отверстия для фильтрации воды. В итоге водоотдача уменьшается.

Увеличение степени дисперсности повышает гидратацию частиц твердой фазы, что способствует уменьшению водоотдачи.

Приложения I и J являются обязательными. Настоящее издание модифицированного стандарта дополнено приложениями ДА и ДБ, описывающими измерение дополнительных параметров, не приведенных в ISO 10414, с помощью оборудования, производимого в Российской Федерации. В текст настоящего стандарта включены дополнительные слова фразы, показатели, ссылки , выделенные полужирным курсивом, отражающие потребности национальных экономик стран СНГ, особенности изложения межгосударственных стандартов и приведенные для облегчения понимания требований настоящего стандарта. Если эти требования являются альтернативными, то они приведены в скобках.

ОПАСНО - Как для любой другой лабораторной процедуры, связанной с использованием потенциально опасных химических веществ, предполагается, что пользователь обладает соответствующими знаниями и прошел подготовку по использованию и утилизации данных химических реагентов.

Основные технологические свойства буровых растворов. Параметры, характеризующие эти

В верхней части отстойника на уровне, соответствующем объему 500 мл, имеется отверстие для слива воды. На горловину сосуда надевается крышка, которая служит одновременно для отмеривания бурового раствора 50мл Стабильность и седиментация. Стабильность раствора определяют двумя методами. В первом случае находят количество отделившейся от глинистого раствора воды в мерном цилиндре емкостью 100 см3 через 24 ч. Этот метод в практике называют суточным отстоем. Во втором случае стабильность определяется по разности плотностей глинистого раствора, залитого в верхнюю и нижнюю половины специального цилиндра емкостью 500 см3. Стабильным считается тот раствор, у которого эта разница не превосходит 0,02; для утяжеленных растворов эта разница должна быть не выше 0,06.

Концентрация водородных ионов водородный показатель. Величина рН характеризует щелочность буровых растворов. Концентрацию водородных ионов определяют в буровых растворах и в их фильтратах. Значение рН фильтратов всегда меньше, чем рН бурового раствора. На буровых рН определяют ориентировочно с помощью индикаторной бумаги. Для измерения наносят каплю бурового раствора или фильтрата на индикаторную бумагу и, перевернув ее, наблюдают за изменением окраски бумаги.

Сравнив цвет, приобретенный индикаторной бумагой, с цветной шкалой, определяют рН с точностью до единицы. В лабораторных условиях рН измеряют с помощью рН-метров различных конструкций.

Роль плотности бурового раствора в процессе водоотдачи Плотность бурового раствора играет важную роль в процессе водоотдачи. Этот параметр определяет, насколько эффективно раствор справляется с задачей удаления отходов и фильтрации воды. Высокая плотность раствора способствует лучшей фильтрации и улучшает эффективность водоотдачи. При этом буровой раствор становится более вязким и способным удерживать мелкие частицы и захватывать большее количество загрязнений. Это позволяет предотвратить засорение и забивку оборудования.

С другой стороны, слишком высокая плотность бурового раствора может вызвать проблемы с водоотдачей. Чрезмерная плотность может привести к образованию осадка, что затрудняет процесс фильтрации и отвода воды. Это может вызвать повышенное давление на скважину и возникновение проблем с работой оборудования. Важно найти баланс между плотностью раствора и эффективностью водоотдачи. Оптимальное значение плотности зависит от свойств грунта и задач буровых работ. Следует учитывать геологические особенности участка, тип скважины, пониженную или повышенную водоотдачу, а также требования по фильтрации и обработке отходов. Для достижения оптимальной плотности бурового раствора часто используются добавки и регуляторы плотности.

Эти вещества позволяют контролировать плотность раствора и обеспечивать оптимальные условия для водоотдачи. Таким образом, правильное управление плотностью бурового раствора является ключевым фактором для обеспечения эффективной водоотдачи и предотвращения негативных последствий для буровых работ. Влияние давления на скорость водоотдачи бурового раствора С учетом этого фактора, инженеры должны тщательно регулировать давление во время бурения, чтобы обеспечить оптимальную скорость водоотдачи бурового раствора. Они могут использовать специальное оборудование, такое как циркуляционные системы и системы контроля давления, для контроля и регулирования давления. Высокое давление может вызвать повышенные силы трения между молекулами бурового раствора и грунтовыми частицами, что приводит к его уплотнению и затрудняет его передвижение. Низкое давление, напротив, может привести к недостаточному контролю и распространению раствора. Таким образом, оптимальное давление является компромиссом между достаточной скоростью перемещения раствора и минимальным воздействием на грунтовую среду.

Инженеры должны учитывать различные факторы, такие как тип грунта, размер и форма промежутков между грунтовыми частицами, состав бурового раствора и требуемая скорость водоотдачи, при выборе оптимального давления. Влияние использования гелиевых промывочных жидкостей Одним из основных факторов, определяющих влияние гелиевых промывочных жидкостей, является их реологические свойства. Гелиевые промывочные жидкости обладают низкой вязкостью и хорошей текучестью, что позволяет им проникать в небольшие трещины и поры горных пород. Это повышает эффективность процесса очистки скважины от бурового шлама и облегчает вынос продукции бурения. Использование гелиевых промывочных жидкостей также способствует снижению гидродинамического сопротивления, что позволяет увеличить производительность бурения. Гелиевые промывочные жидкости обладают низкой плотностью и хорошей растворимостью в воде, что способствует эффективному проникновению в породу и улучшает ее свойства, уменьшая трение между буровыми инструментами и стенками скважины. Однако использование гелиевых промывочных жидкостей также имеет свои недостатки.

Во-первых, они могут быть более дорогостоящими по сравнению с другими видами промывочных жидкостей. Во-вторых, гелиевые промывочные жидкости могут оказывать негативное влияние на окружающую среду, в частности, в случае утечки или разлива. В целом, использование гелиевых промывочных жидкостей может значительно улучшить водоотдачу бурового раствора и повысить эффективность процесса бурения.

Это также одна из вспомогательных функций таких составов, поскольку вместе с ними на поверхность выносится шлам и частички горных пород, которые являются предметом изучения; повышение устойчивости к коррозионному воздействию оборудования и труб; обеспечение выполнения требований техники промышленной безопасности и сведение к минимуму вреда, наносимого экологии окружающей среды. Читать также: Как используется рулетка для измерения уровня нефтепродуктов? Растворы на неводных основах: нефтепродукты, содержание газа в которых минимально. Пены и аэрированные жидкости. Реагенты, находящиеся в газообразном состоянии.

Буровая колонна улетела в скважину. Недостатки воды как бурового раствора: в перерывах между циркуляциями вода не удерживает шлам в скважине во взвешенном состоянии; глинистые отложения набухают, разупрочняются, снижается устойчивость ствола скважины. Вода пригодна в качестве бурового раствора для бурения неглубоких скважин в твердых неглинистых породах карбонатно-песчаного комплекса, а также в гипсах и других отложениях. Фильтрация воды в продуктивные пласты резко снижает их нефтеотдачу, вследствие создания водяного барьера, образования устойчивых водонефтяных эмульсий, набухания содержащихся в пласте глинистых минералов, препятствующих притоку нефти в скважину, что серьезно затрудняет освоение и ввод скважин в эксплуатацию. Нестабилизированные глинистые растворы суспензии и суспензии из выбуренных пород представляют водные суспензии, образованные в процессе бурения путем «самозамеса» из разбуриваемых пород. Читайте также: Сланцевая нефть: нефтяные страны лидеры, последние новости Гуматные растворы К этому виду относится буровой глинистый раствор, стабилизированный углещелочным реагентом УЩР. Применяют такой раствор при бурении в сравнительно устойчивом разрезе, в котором отсутствуют набухающие и диспергирующие глинистые породы. Лигносульфонатные растворы Буровые глинистые растворы, стабилизированные лигносульфонатными реагентами сульфит-спиртовая барда ССБ.

Используются при разбуривании глинистых отложений, гипсов, ангидритов и карбонатных пород. Главной функцией лигносульфонатных реагентов является понижение вязкости, основанное на сочетании стабилизирующего и ингибирующего эффектов. Ингибирующее действие кальциевой ССБ в пресных растворах мягче, чем действие извести. Полимерные недиспергирующие буровые растворы Водные растворы высокомолекулярных полимеров акрилатов, полисахаридов , структурированные малыми добавками бентонита, или без него. Эти растворы предупреждают диспергирование разбуриваемых пород и повышение содержания твердой и глинистой фаз в растворе. Они характеризуются низким содержанием глинистой фазы, что способствует улучшению показателей бурения. Термостойкость полимерных недиспергирующих растворов зависит от применяемых полимеров. Полимерные растворы могут быть безглинистыми.

В этом случае раствор представляет собой воду с добавкой полимера, обычно не гидролизованного ПАА, улучшающего реологические свойства воды и ее выносящую способность и флокулирующего выбуренную породу. Главная проблема применения таких растворов — предотвращение обогащения их выбуренной породой. Поэтому в состав раствора вводят специальные реагенты-флокулянты селективного действия например, гидролизованный полиакриламид — ПАА , флокулирующие кальциевую глину и грубодисперсную фракцию выбуренной породы. Ингибирующие растворы Для снижения интенсивности перехода выбуренной породы в глинистый раствор, повышения устойчивости стенок скважины используют ингибирующие растворы, в состав которых входит неорганический электролит, или полиэлектролит. Снижение размокаемости и диспергирования выбуренных шламов достигается в результате: — ввода в суспензию электролита, содержащего поливалентный катион гипс, хлорид кальция ; — добавки солей поливалентных металлов, переходящих в растворе в гидроокиси; — обработки высокощелочными соединениями, увеличивающими глиноемкость буровых растворов; — использования модифицированных лигносульфонатов; — обработки раствора полимерными соединениями. К ним относят растворы, обработанные лигносульфонатами в сочетании с едким натром, известковые, алюминатные, безглинистые, солестойкие. Все высокощелочные системы ограниченно термостойки, и чем выше коллоидность разбуриваемых пород, тем ниже термостойкость раствора. Химические реагенты-стабилизаторы в высокощелочной среде работают хуже.

Алюминатные растворы Буровые глинистые растворы из кальциевой глины, которые содержат ингибирующую добавку — высокощелочной алюминат натрия, стабилизированный лигносульфонатами. Алюминатные растворы бывают пресными и соленасыщенными. В качестве реагента-стабилизатора используются только ССБ, применяемые совместно с алюминатом натрия. Алюминатные глинистые растворы АлГР обладают устойчивостью в широком диапазоне хлорнатриевой минерализации и большими показателями фильтрации. Для предотвращения пенообразования в раствор вводят пеногасители. Известковые растворы с высоким РН Сложные многокомпонентные системы, включающие, кроме глины и воды, четыре обязательных реагента: известь, каустик, понизитель вязкости, защитный коллоид. В их состав также могут входить нефть или дизельное топливо, утяжелитель и различные добавки специального назначения. Известковые растворы используют при разбуривании высококоллоидных глинистых пород и аргиллитов.

В результате применения известковых растворов повышается их глиноемкость, снижаются пептизация выбуренной глины, набухание и вспучивание сланцев, слагающих стенки скважины, уменьшается опасность прихватов. Безглинистые солестойкие растворы БСК Такие растворы состоят из бурого угля, каустической соды, воды и гидроксида поливалентного металла, применяются при проводке скважин, осложненных наличием хемогенных отложе- ний, осыпающихся и склонных к обвалам терригенных пород. Крепящее действие основано на образовании в определенных температурных условиях нерастворимых в воде цементирующих веществ — гидросиликатов и гидроалюминатов двухвалентных металлов. При отсутствии двухвалентных катионов в буровом растворе и разбуриваемых породах происходит только химическое разрушение щелочью глинистых минералов без связывания продуктов разрушения в нерастворимые соединения. При отсутствии каустической соды и наличии только ионов кальция буровой раствор превращается в разновидность кальциевого раствора. Вязкость БСК зависит от количества введенного бурового угля. Недостатки этих растворов — низкая термостойкость и высокая щелочность. Так как при использовании данного раствора не исключен переход в него выбуренной породы, то возможно сильное загустевание и даже затвердение раствора.

Кальциевые растворы Ингибирующие буровые глинистые растворы, содержащие, кроме глины, воды, нефти и утяжелителя, реагентов — понижающих вязкость, фильтрацию и регуляторов щелочности, специальные вещества — носители ионов кальция. Действие их заключается в основном в предотвращении перехода выбуренной глины в натриевую форму, в переводе натриевой глины в кальциевую, в результате чего снижаются гидратация и набухание сланцев. Известковые растворы с низким РН Кальциевые буровые растворы, содержащие в качестве ингибитора — носителя ионов кальция гидроксид кальция, более высокая растворимость которого обеспечивается пониженным значением рН раствора 9—9,5. Эти растворы предназначены для разбуривания глинистых отложений. Гипсовые растворы Ингибирующие кальциевые растворы содержащие в качестве носителя ионов кальция гипс и гидроксид кальция. Хлоркальциевые растворы ХКР Ингибирующие кальциевые растворы, содержащие в качестве ингибирующей добавки хлорид кальция. Хлоркальциевые растворы наиболее эффективны при разбуривании аргиллитов. Калиевые растворы Калиевые растворы содержат в качестве ингибирующих электролитов соединения калия.

Действие калиевых растворов обусловлено насыщением ионами калия глинистых минералов. Калиевые растворы эффективны при бурении неустойчивых глинистых сланцев. Существует ряд разновидностей калиевых растворов, отличающихся составом и некоторыми свойствами. Силикатные растворы Силикатные растворы содержат в качестве ингибирующей добавки силикат натрия. Они применяются для повышения устойчивости ствола скважины при разбуривании осыпающихся пород. Растворы не пригодны при разбуривании мощных отложений гипсов и ангидритов. Силикатный раствор готовят из предварительно гидратированного в пресной воде глинопорошка, в который вводят УЩР, КМЦ, силикат натрия. Повышение структурно-механических характеристик достигается вводом пасты, приготовленной из бентонитово- го глинопорошка с добавкой УЩР.

Гидрофобизирующие растворы Гидрофобизирующие растворы содержат в качестве ингибирующих добавок вещества, вызывающие гидрофобизацию глинистых пород, кремнийорганические соединения или соли высших жирных или нафтеновых кислот. Эти соединения адсорбируются на глинистых минералах, создавая гидрофобный барьер, препятствующий контактированию глин с дисперсионной средой водой. Соленасыщенные растворы Во избежание кавернообразований соли разбуривают с использованием соленасыщенных растворов. В зависимости от пластовых давлений, мощности и состава соленосные породы бурят с применением рассола, глинистого соленасыщенного раствора, не обработанного реагентами — понизителями фильтрации, и соленасыщенного глинистого раствора, стабилизированного реагентами. Необработанный буровой глинистый соленасыщенный раствор В состав этого раствора входят глина, вода и соль. Для улучшения смазывающих свойств добавляют нефть, графит, а при необходимости получения высокой плотности — утяжелитель. Раствор готовят из предварительно гидратированного в пресной воде глинопорошка, а затем вводят кальцинированную и каустическую соду. После приготовления глинистую суспензию обрабатывают нефтью в сочетании с графитом, добавляют соль до насыщения и при необходимости — утяжелитель.

Стабилизированный соленасыщенный раствор Помимо глины, воды, соли и нефтепродуктов, такой раствор содержит солестойкий полимерный реагент крахмал, КМЦ или акриловый полимер.

В бурении принято определять кинетическую усточивость глинистого раствора двумя показателями: суточным отстоем и стабильностью. Суточный отстой определяется по количеству воды выделившейся из бурового раствора при суточном хранении раствора в мерном цилиндре.

Определяется в процентах. Он позволяет в известной мере оценить количество свободной воды в 28 глинистом растворе. С увеличением суточного отстоя количество свободной воды увеличивается, а качество раствора ухудшается.

Стабильность непосредственно характеризует устойчивость системы. Концентрация водородных ионов в глинистм растворе. Важной характеристикой глинистого раствора является концентрация в нем водородных ионов.

Присутствие в глинистом растворе водородных ионов связано с процессом диссоциации воды. Диссоциацией называется процесс обратимого разложения молекул вещества на атомы, атомные группы или ионы. Процесс диссоциации характеризуется степенью диссоциации.

Степень диссоциации — это отношение числа молекул, распавшихся на составные части к общему числу молекул, существующих до распада. Вода, которая в буровом растворе является жидкой дисперсионной средой относится к плохо диссоциируемым веществам. Степень диссоциации воды мала.

В результате диссоциации в 1 л воды при 220 С содержится 10-7 грамм ионов водорода и 10-7 грамм ионов гидроксила. При неизменной температуре концентрацию диссоциированных молекул воды и разбавленных водных растворов можно считать постоянной. Концентрация водородных ионов в глинистом растворе в процессе бурения не является величиной постоянной.

Изменение концентрации водородных ионов происходит: 29 1. В результате поступления в раствор пластовой воды. Различного химического состава разбуриваемых пород.

Количества добавленных химических реагентов. Абсолютные значения концентрации водородных ионов являются весьма небольшими величинами. Как правило, эти величины выражаются дробными числами.

Поэтому концентрацию водородных ионов принято выражать водородным показателем — рН. Водородный показатель — это отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов. Изменяется рН в пределах 0-14.

По величине рН можно определить какой раствор: нейтральный, щелочной или кислый. Раствор является нейтральным, если концентрация водородных равна концентрации ионов гидроксила, т. Многие глинистые растворы относятся к щелочным.

Установлена определенная связь между свойствами бурового раствора, реагентов и величиной рН: 1. С увеличением увеличивается. С увеличением рН уменьшается фильтрация раствора.

Промывочные жидкости, обработанные некоторыми химическими реагентами, стабильны лишь в определенном узком диапазоне рН. И за пределами этого диапазона расход реагента резко увеличивается. Термостабильность отдельных высокомолекулярных реагентов существенно увеличивается, если поддерживать оптимальное значение рН среды.

С изменением рН промывочной жидкости иногда связано возникновение осложнений. По изменению рН раствора можно судить о прохождении солевых отложений. При значении рН 11 — бактериального разложения глинистый раствор.

Зная величину рН можно определить в каждом конкретном случае необходимость и условия химической обработки промывочной жидкости. Водородный показатель рН определяют жидкостях на водной основе и их фильтратах. В лабораторных условиях используют рН -метры, диапазон измерений рН 1-14 Содержание шлама песка.

В твердой фазе глинистого раствора различаются следующие частицы по Шрейнеру Л. Элементарные глинистые пластинки. Первичные глинистые частицы, представляющие собой пачки элементарных пластинок.

Агрегаты из первичных глинистых частиц. Высокодисперсные частицы пород, находящиеся в глине в качестве механических примесей. Песок, состоящий из частиц кварца и других инертных пород, а также из крупных нераспустившихся комочков глины.

Высокодисперсные наиболее активные фракции глинистого раствора состоят из первых трех групп. Частицы четвертой группы 31 можно считать активным наполнителем глинистого раствора. Эти частицы способствуют увеличению структурно-механических свойств раствора.

Частицы пятой группы относятся к категории механических примесей глинистого раствора. Содержание твердых примесей характеризует загрязненность глинистого раствора песком и недиспергироваными частицами глины и других горных пород. С увеличением шламовых частиц в растворе повышается износ бурильных труб, долот, забойных двигателей, насосов, очистных устройств, повышается вязкость раствора и толщина глинистой корки.

Измеряется этот показатель с поомщью отстойника типа ОМ-2, в процентах. Смазочные свойства. Эти свойства характеризуют способность бурового раствора снижать износ взаимодействующих тел и потерю инергии на трение.

Повышение смазочных свойств имеет большое значение: 1. Для снижения прихватов и затяжек бурильного инструмента. Снижения снижения трения.

Снижения крутящего момента бурильных труб при роторном бурении. Смазочные свойства буровых растворов измеряются с помощью различных приборов определяют коэффициент трения трубы о глинистую корку и т. Содержание газа в глинистом растворе.

В промывочную жидкость в том или ином количестве происходит поступление газа. Газ поступает в виде воздуха в открытой части циркуляционной системы на поверхности земли. Воздух в раствор может попадать при его приготовлении.

Воздух поступает в буровой раствор при добавлении в него сухого утяжелителя и глинопорошка. Поступление природных газов происходит при вскрытии 32 нефтегазонасыщенных горизонтов. Относительно медленная диффузия газа происходит тогда, когда гидростатическое давление бурового раствора в скважине больше чем пластовое давление Ргидр.

При значительном поступлении природного газа происходит быстрое падение плотности бурового раствора. В результате может произойти газонефтяной выброс. Кроме того, насыщение газом раствора нарушает ритмичную работу гидравлической части буровых насосов.

Для снижения газонасыщенности растворов производят дегазацию и по возможности исключают благоприятные условия для поступления газа в промывочную жидкость. Содержание газа в буровом растворе можно определить с помощью прибора ВГ-1. По конструкции он подобен прибору ВМ-6 для определения водоотдачи.

Отличие в том, что цилиндр и плунжер имеют большую длину, шкала сделана двойной. Нижняя часть служит для определения содержания газа, а верхняя для определения водоотдачи. Коэффициент определяется: сжимаемости промывочной жидкости где V — исходный объем промывочной жидкости, налитой в стакан прибора ВГ-1, см3.

Основные функции промывочных растворов. Как классифицируются промывочные растворы в зависимости от состава дисперсионной среды и дисперсной фазы? Что характеризует коэффициент активности глины?

Из какого вида глины получается наиболее качественный буровой раствор? В каких случаях эффективно использовать палыгорскитовую глину? Как определяется плотность промывочной жидкости?

Что характеризует статическое напряжение сдвига? Какие различают виды фильтрации бурового раствора? Что характеризует водородный показатель рН?

С какой целью вводят в промывочную жидкость смазочные добавки? Типы буровых растворов и условия их применения Буровые растворы выполняют функции, которые определяют не только успешность и скорость бурения, но и ввод скважины в эксплуатацию с максимальной продуктивностью. Основные из этих функций обеспечение быстрого углубления, сохранения в устойчивом состоянии ствола скважины и коллекторских свойств продуктивных пластов.

Выполнение указанных функций зависит от взаимодействия раствора с проходимыми породами. Характер и интенсивность этого взаимодействия определяются природой и составом дисперсионной среды. По составу этой среды буровые растворы делятся на три типа: растворы на водной основе, растворы на нефтяной основе и газообразные агенты.

Тип бурового раствора, его компонентный состав и границы возможного применения устанавливают исходя из геологических условий: физико-химических свойств пород и содержащихся в них флюидов, пластовых и горный давлений, забойной температуры [5]. Буровые растворы на водной основе Применение технической и морской воды в качестве бурового раствора связано в этом случае с наличием благоприятных для процесса бурения свойств. Однако вода как буровой раствор имеет недостатки: в перерывах между циркуляциями она не удерживает шлам в скважине во взвешенном состоянии, глинистые отложения набухают, разупрочняются, снижается устойчивость ствола скважины.

Поэтому применение воды как эффективного бурового раствора допустимо лишь при бурении сравнительно неглубоких скважин твердых неглинистых породах карбонатно — песчаного комплекса, а также в гипсах и других отложениях. Фильтрация воды в продуктивные пласты резко снижает их нефтеотдачу вследствие создания водяного барьера, образование устойчивых водонефтяных эмульсий, набухания содержащихся в пласте глинистых минералов, препятствующих притоку нефти в скважину, что серьезно затрудняет освоение и ввод скважин в эксплуатацию. Нестабилизированные глинистые суспензии и суспензии из выбуренных пород применяют в основном при бурении с поверхности в сравнительно устойчивом разрезе, сложенном малопроницаемыми породами.

В процессе бурения показатели глинистых суспензий из выбуренных разбавлением водой. Используются при разбуривании 35 глинистых отложений, гипсов, ангидритов и карбонатных пород. Главной функцией лигносульфонатных реагентов является понижение вязкости, основанное на сочетании стабилизирующего и ингибирующего эффектов.

Ингибирующее действие кальциевой ССБ в пресных растворах мягче, чем действие извести. Раствор термостоек до 130оС. В зависимости от качества исходной глины на приготовление 1м лигносульфонатного раствора требуется в кг : глины 80-200, ССБ 30-40, УЩР 10-20, Na OH 5-10, пеногасителя 5-10, воды 940900, утяжелителя — до получения раствора необходимой плотности.

Хромлигносульфонатные растворы Хромлигносульфонатные растворы — буровые глинистые растворы, стабилизированные хромлигносульфонатными феррохромлигносульфонатными реагентами окзил, ФХЛС, КССБ4 или указанными реагентами в сочетании с полимерами КМЦ, М14, метас, гипан. Эти растворы предназначены для разбуривания глинистых и аргиллитоподобных пород при высоких забойных температурах. Они отличаются более высокой по сравнению с гуматными и лигносульфонатными растворами устойчивостью к заглущающему действию глин и более высокой термостойкостью 1800 С.

Наибольший разжижающий бурового раствора 9-10. Для приготовления 1 м3 хромлигносульфонатного раствора, в состав которого входят полимерные реагенты, в пересчете на сухие вещества необходимо в кг : глины — 40-100, NaOH 3-5, полимерного реагента КМЦ, М-14, метас и др. В качестве основы для хромлигносульфонатного раствора могут быть использованы глинистая суспензия, приготовленная из предварительно гидратированной и диспергированной глины, или ранее применявшийся раствор.

В хромлигносульфонатный, как и в лигносульфонатный, можно перевести любой пресный раствор. Регулирование показателей хромлигносульфонатного раствора аналогично лигносульфонатному. Показатель фильтрации регулируется добавками полимерного реагента 0,5 — 1 кг реагента на 1 м3 бурового раствора.

Полимерные недиспергирующие растворы Полимерные недиспергирующие буровые растворы — водные растворы высокомолекулярных полимеров акрилатов, полисахаридов , структурируемые малыми добавками бентонита или без него. Эти растворы предупреждают диспергирование разбуриваемых пород и повышение содержания твердой и глинистой фаз в растворе. Они характеризуются низким содержанием глинистой фазы, что способствует улучшению показателей бурения повышению механической скорости проходки и проходки на долото.

Главная проблема применения полимерных недиспергирующих растворов — предотвращение обогащения их выбуренной породой. Поэтому в состав раствора входят специальные реагентыфлокулянты селективного действия например, гидролизованный полиакриламид — ГПАА , флокулирующие кальциевую глину и грубодисперсную фракцию выбуренной породы. Термостойкость поилимерных недиспергирующих растворов 37 зависит от применяемых полимеров.

Наибольшую термостойкость да 2500 С имеют растворы на основе акриловых полимеров. Полимерные растворы могут быть безглинистыми. В этом случае раствор представляет собой воду с добавкой полимера, обычно негидрализованного ПАА, улучшающего реологические свойства воды и ее выносящую способность и флокулирующего выбуренную породу.

Для приготовления полимерного недиспергирующего раствора можно использовать пресный раствор, обработанный УЩР. При разбуривании высококоллоидных глин регулирование реологических свойств полимерных растворов затруднено. В таких случаях в раствор дополнительно вводят неорганические электролиты.

Обычно их применяют в соотношении 1:5 - 1:10. Ингибирующие растворы Для снижения интенсивности перехода выбуренной породы в глинистый раствор, повышения устойчивости стенок скважины используют так называемые ингибирующие растворы, в состав которых входит неорганический электролит или полиэлектролит. Снижение размокаемости и диспергирования выбуренных шламов достигается в результате: а ввода в суспензию электролита, содержащего поливалентный катион гипс, хлорид кальция ; б добавки солей поливалентных металлов, переходящих в растворе в гидрооокиси; г обработки высокощелочными соединениями, увеличивающими глиноемкость буровых растворов; д использования модифицированных лигносульфонатов; е обработки раствора полимерными соединениями.

К ним относят растворы, обработанные лигносульфонатами в сочетании с едким натром, известковые, алюминатные, безглинистые, солестойкие. Все высокощелочные системы ограниченно термостойки, и чем выше коллоидальность разбуриваемых пород, тем ниже термостойкость раствора. Химические реагенты-стабилизаторы в высокощелочной среде работают хуже.

Известковые растворы с высоким рН Известковые растворы представляют собой сложные многокомпонентные системы, включающие кроме глины и воды четыре обязательных реагента: известь, каустик, понизитель вязкости, защитный коллоид. В их состав так же могут входить нефть или дизельное топливо, утяжелитель и различные добавки 39 специального назначения. Известковые растворы используют при разбуривании высококоллоидных глинистых пород и аргиллитов.

В результате применения известковых растворов повышается их глиноемкость, снижается пептизация выбуренной глины, набухание и вспучивание сланцев слагающих стенки скважины, уменьшается опасность прихватов. На приготовление одного м3 известкового раствора в пересчете на сухое вещество требуется в кг : глины 80-120, УЩР 5-10, лигносульфоната 30-50, каустика 3-5, воды 913-915, утяжелителя до получения раствора требуемой плотности. Для приготовления глинистого раствора глинопорошок необходимо предварительно продиспергировать в пресной воде с добавкой УЩР, влить воду, щелочной раствор лигносульфоната ССБ, окзил или др.

Для приготовления известкового раствора можно использовать пресный раствор. Для перевода раствора в известковый основное значение имеет концентрация глинистой фазы и ее коллоидность. Действие их заключается в основном в предотвращении перехода выбуренной глины в натриевую форму, в переводе натриевой глины в кальциевую, в результате чего снижаются гидратация и набухание сланцев.

Известковый раствор с низким рН Известковый раствор с низким рН — кальциевый буровой раствор, содержащий в качестве ингибитора — носителя ионов кальция гидроксид кальция, более высокая растворимость которого обеспечивается пониженным значением рН раствора 9-9,5. Этот раствор предназначен для разбуривания отложений, температурный предел 160о С. Гипсоизвестковый раствор Гипсоизвестковый раствор — ингибирующий кальциевый раствор, содержащий в качестве носителя ионов кальция гипс и гидроксид кальция.

Гипсовые растворы предназначены для разбуривания высококоллоидных глинистых пород, в условиях высоких забойных температур до 160о С. Хлоркальциевые растворы Хлоркальциевые растворы ХКР — ингибирующий кальциевый раствор, содержащий в качестве ингибирующей добавки хлорид кальция. Хлоркальциевые растворы наиболее эффективны при разбуривании аргиллитов.

Присутствие в фильтрате бурового раствора ионов кальция способствует значительному сокращению осыпей и обвалов при разбуривании неустойчивых аргиллитоподобных отложений. Вследствие отсутствия эффективных кальциестойких реагентов термостойкость его ограничена 100о С. В процессе бурения контролируют содержание кальция в фильтрате и общую минерализацию.

Одновременно с КССБ в раствор добавляют пеногаситель. Калиевые растворы Калиевые растворы содержат в качестве ингибирующих электролитов соединения калия. Действие калиевых растворов обусловлено насыщением ионами калия глинистых минералов.

Калиевые растворы эффективны при бурении неустойчивых глинистых сланцев. Существует ряд разновидностей калиевых растворов, отличающихся составом и некоторыми свойствами. Хлоркалиевые растворы Хлоркаливые растворы содержат в качестве ингибирующего электролита хлорид калия, а в качестве регулятора щелочности — гидроксид калия.

Раствор предназначен для эффективного повышения устойчивости стенок скважины при бурении в неустойчивых глинистых сланцах различного состава. Калиево-гипсовый раствор Калиево-гипсовый раствор содержит в качестве ингибирующих электролитов соединения калия и кальция, в частности гипс. В отличии от хлоркальциевого такой раствор менее подвержен коагуляционному загустеванию, его ингибурующее действие сильнее.

Калиево-гипсовые растворы используют для разбуривания высококоллоидальных глин, когда хлоркалиевый раствор недостаточно эффективен. Термостойкость зависит от используемого 43 защитного реагента, но не превышает 160о С. Силикатные растворы Силикатные растворы содержат в качестве ингибирующей добавки силикат натрия.

Они применяются для повышения устойчивости ствола скважины при разбуривании осыпающихся пород. Принцип упрочнения сланцев основан на легком проникновении жидкого стекла в трещины и поры стенок скважины и быстром выделении геля кремниевой кислоты, цементирующей поверхность ствола. Растворы не пригодны для разбуривания мощных отложений гипсов и ангидритов.

Силикатный раствор готовят из предварительно гидратированного в пресной воде глинопорошка, в который вводят УЩР, КМЦ, силикат натрия. Оптимальное значение рН, при котором раствор считается термостойким, находится в пределах 8,5-9,5. Повышение структурно-механических характеристик достигается вводом пасты, приготовленной из бентонитового глинопорошка с добавкой УЩР.

Буровые промывочные жидкости

Они способствуют сохранению оптимальных физико-химических свойств раствора, что особенно важно при работе в агрессивных условиях или с использованием агрессивных добавок. Помимо этого, добавки, обладающие поверхностно-активными свойствами, могут использоваться для улучшения противозаклинивания раствора. Они способны снижать коэффициент трения между стенками скважины и буровым инструментом, что облегчает его движение и предотвращает возможную заклинивание. Важно отметить, что выбор добавок для оптимизации водоотдачи бурового раствора должен основываться на конкретных условиях работы и требованиях процесса бурения. Каждая добавка имеет свои уникальные свойства и эффекты, поэтому необходимо проводить тщательное исследование и анализ для выбора наиболее подходящих веществ. Влияние температуры на процесс водоотдачи бурового раствора Повышение температуры бурового раствора может способствовать ускорению процесса выделения воды. При этом, чем выше температура раствора, тем быстрее происходит отделение воды от остальных компонентов. Это связано с увеличением скорости испарения воды при повышении температуры.

Однако, слишком высокая температура может оказать негативное воздействие на свойства бурового раствора. Например, при повышении температуры некоторые добавки, используемые в составе бурового раствора, могут разрушаться или терять свои полезные свойства. Также, повышение температуры может привести к увеличению вязкости раствора, что затруднит его циркуляцию и может вызвать проблемы при выполнении буровых операций. Снижение температуры бурового раствора также может влиять на процесс водоотдачи. При понижении температуры скорость испарения воды снижается, что может привести к накоплению влаги в буровом растворе. Это может привести к образованию эмульсий и других нежелательных последствий, таких как забивка связующих веществ или повышенная абразивность бурового раствора. Таким образом, температура играет важную роль в процессе водоотдачи бурового раствора.

Необходимо учитывать влияние температуры на свойства и состав раствора, чтобы обеспечить его эффективную работу и минимизировать возможные негативные последствия. Последствия недостаточной водоотдачи бурового раствора Недостаточная водоотдача бурового раствора может вызвать серьезные проблемы и иметь негативные последствия в процессе бурения скважин. Вода выполняет ряд важных функций в буровом процессе, и ее недостаток может привести к различным проблемам. Одной из основных последствий недостаточной водоотдачи является плохое смачивание бурового инструмента. Когда буровой раствор недостаточно смачивает инструмент, это может привести к его быстрому износу и поломке. Кроме того, недостаток воды может вызывать перегрев инструмента, что также приводит к его быстрому износу. Другим негативным последствием недостаточной водоотдачи является образование образование непрочных или неустойчивых породных образований.

Когда буровой раствор недостаточно влажен, он не может полностью увлажнить породу, что может привести к ее разрушению или к образованию неустойчивых образований. Это может существенно затруднить или даже прервать процесс бурения скважины. Недостаточная водоотдача бурового раствора также может вызывать проблемы при удалении вымытой породы из скважины. Если буровой раствор недостаточно смачивает выносимую породу, то она может склеиваться и образовывать комки. Это приведет к затруднению работы системы подъема породы и может приводить к остановке скважинного бурения. Важно поддерживать необходимую водоотдачу бурового раствора, чтобы избежать перечисленных проблем и добиться эффективного и безопасного процесса бурения скважин. Последствия избыточной водоотдачи бурового раствора Избыточная водоотдача бурового раствора может привести к ряду негативных последствий, которые необходимо учитывать при проведении буровых работ.

Фильтрация увеличивается при увеличении разности давлений между гидростатическим в скважине и пластовым. При увеличении температуры водоотдача и толщина корки увеличиваются. Большая величина водоотдачи бурового раствора вызывает ряд негативных последствий: а при бурении в слабосцементированных породах вода способствует их осыпанию и обваливанию. В соляных отложениях вода увеличивает размыв и растворение соли, образуя пустоты, каверны; б большая фильтрация в продуктивном горизонте может резко снизить возможные дебиты нефти и газа. Вода проникает в пласт и создает дополнительные трудности продвижения нефти или газа к забою. В результате чего увеличиваются сроки освоения скважины, и уменьшается дебит нефти газа ; в при большой водоотдаче на стенках скважины отлагается толстая липкая фильтрационная корка. Толстая липкая корка уменьшает диаметр скважины и значительно увеличивает опасность прихвата бурильного инструмента. Прихват может привести к тяжелой аварии. При спуске и подъеме толстая рыхлая корка может быть причиной длительных проработок ствола скважины.

Налипшая на бурильный инструмент долото, турбобур, УБТ, замки бурильных труб корка может действовать при подъеме инструмента как поршень и создавать в скважине условия, вызывающие осыпи и обвалы неустойчивых пород. Также может создавать условия для поступления из пласта в скважину газа, нефти и воды, и увеличивать возможность газоводонефтяного выброса. Толстая глинистая корка отрицательно влияет на качество цементирования скважины, препятствуя прочному сцеплению цементного камня с горной породой. Статическая фильтрация не дает полного представления о реальной величине водоотдачи в скважине. Объясняется это тем, что при циркуляции бурового раствора происходит частичное размывание корки. Причем, после некоторого начального периода формирования корки устанавливается равновесие между ее нарастанием и размывам. Размыв корки начинается с разрушения пограничного или переходного слоя. Пограничный слой образуется над коркой в статических условиях. Этот слой неоднородный.

У поверхности корки он практически от нее ничем не отличается. По мере удаления от поверхности корки концентрация твердой фазы в переходном слое падает и на расстоянии 3-5 мм становится равной концентрации бурового раствора. Высоковязкий структурированный слой является той средой, через которую идет диффузия отделившейся жидкой среды. Опыты показали, что смыв пограничного слоя не оказывает существенного влияния на водоотдачу.

Эти пленки производят расклинивающее действие в зонах, расположенных вблизи поверхности обнажаемых горных пород, вследствие чего создаются лучшие условия их разрушения. Чем сильнее при этом связь смачивающей жидкости с поверхностью тела, тем сильнее расклинивающее действие адсорбционно-сольватных слоев. Наблюдения показали, что при бурении с добавкой в буровой раствор понизителей твердости зоны предразрушения горных пород становятся более развитыми, зародышевые щели распространяются значительно глубже и количество их увеличивается по сравнению с воздействием жидкости малоактивной, без адсорбирующихся добавок. Поверхностно-активные вещества, адсорбируясь на обнажаемых поверхностях микротрещин, способствуют снижению свободной поверхностной энергии тела, что уменьшает величину необходимой для разрушения работы и облегчает разбуривание горной породы. Эффективность действия понизителей твердости зависит от механических условий разрушения прежде всего периодичности силовых воздействий , химической природы самих реагентов, их концентрации в буровом растворе и физико-химических свойств горных пород.

На поверхностях твердого тела в качестве понизителей твердости могут адсорбироваться как поверхностно-активные молекулы органических веществ не электролитов , так и ионы электролитов. В качестве основных понизителей твердости пород используются кальцинированная сода, едкий натр, известь негашеная и гашеная и различные мыла. Понизители твердости пород помогают процессу дальнейшего диспергирования находящегося в круговой циркуляции бурового шлама. Это имеет особенно важное значение при бурении с промывкой забоя естественными промывочными растворами, дисперсная фаза которых образуется из частичек твердых пород, диспергированных механическим воздействием долота на забой. Применяемые для стабилизации естественных карбонатных растворов поверхностно-активные вещества проникают в трещины довольно больших частичек шлама, откалываемых от забоя ударами зубьев долота. Адсорбируясь на вновь образованных поверхностях, оказывая расклинивающее действие и понижая поверхностное натяжение, эти вещества способствуют дальнейшему диспергированию шлама до частичек коллоидного размера, остающихся в системе в качестве дисперсной фазы раствора. Сохранение устойчивости стенок скважины Сохранение устойчивости стенок скважины — непременное условие нормального процесса бурения. Причина обрушения стенок — действие горного давления. Смачивание горных пород рыхлого комплекса в процессе бурения с промывкой резко уменьшает прочность стенок скважины и, следовательно, их устойчивость.

Чем дальше распространяется зона смачивания, тем интенсивнее идет процесс разрушения стенок. Этот процесс усиливается вследствие размывающего действия промывочной жидкости, наличия в ней веществ, способствующих разрушению горных пород. Нежелательное изменение свойств пород устраняется подбором рецептуры промывочной жидкости. В частности, в нее вводят компоненты, придающие ей крепящие свойства. Кроме того, ряд промывочных жидкостей содержит твердую фазу, которая, отлагаясь при фильтрации в порах и тонких трещинах, образует малопроницаемую для жидкой фазы корку. Такая корка, обладая определенной механической прочностью, связывает слабосцементированные частицы горных пород, замедляет или полностью останавливает процесс дальнейшего распространения смоченной зоны вокруг ствола скважины. Сохранению устойчивости стенок скважины способствует гидростатическое давление промывочной жидкости. Однако с его ростом увеличивается интенсивность проникновения промывочной жидкости в горные породы, падает механическая скорость бурения. В этих условиях еще более повышается изолирующая и закрепляющая роль фильтрационной корки.

Большее значение гидростатическое давление промывочной жидкости приобретает при бурении трещиноватых пород, а также пород и минералов, обладающих свойством медленно выдавливаться в скважину под действием горного давления например, соли: галит, карналлит и др. Создание достаточно высокого гидростатического давления позволит сохранить устойчивость стенок скважины в таких условиях. Промывочная жидкость давит на стенки скважины. Жидкости или газ, находящиеся в пласте, также давят на стенки скважины, но со стороны пласта. Поскольку жидкости соприкасаются друг с другом через каналы фильтрации, пронизывающие стенки скважины, пласт и скважина представляют собой сообщающиеся сосуды. Если в процессе бурения давление в скважине больше пластового, будет наблюдаться уход промывочной жидкости в пласт — поглощение.

Увеличение - водоотдача Cтраница 2 Влияние основных свойств бурового раствора на механическую скорость бурения можно наглядно проследить из графиков, представленных на рис. Увеличение водоотдачи и нарастание корки происходят особенно интенсивно при прекращении циркуляции в породах с большой трещиноватостью; при этом создаются условия для сужения ствола скважины. Наибольшее сужение происходит в зонах сильных тектонических нарушений и большой проницаемости, вследствие которой породы насыщаются влагой и становятся липкими. На породах может также отлагаться липкая корка раствора, на которую будет порода. При малых скоростях промывки в большинстве налипшая порода не выносится на поверхность, что к засорению скважины. С увеличением водоотдачи и уменьшением удельного веса раствора и времени формирования корки выравнивание давлений происходит более интенсивно.

Влияние водоотдачи бурового раствора на процессы бурения

Добавление хромата натрия в известковые буровые растворы с целью хотя и даёт положительный эффект, но не предупреждает загустевания раствора. Обычно его вводят в концентрации от 1. Гипсовые буровые растворы имеют низкий уровень рН и следовательно не загущаются так быстро как известковые буровые растворы, однако величина статического напряжения сдвига может быть очень большой. Кроме того, что кальциевые буровые растворы загущаются, при высоких температурах, регулирование водоотдачи таких растворов в условиях высоких температур также затруднено. Они также не обеспечивают сохранению устойчивости стенок скважины, даже при низких температурах. С целью преодоления недостатков кальциевых буровых растворов были разработаны буровые растворы, оказывающие поверхностно-активное действие. Такие растворы могут применяться в условиях высоких температур, однако они также имеют свои недостатки - высокая стоимость, сложный химический состав, плохое регулирование водоотдачи и другие.

Кроме этого им присущи смазывающие свойства, благодаря которым, значительно снижается расход мощности на холостое вращение бурильной колонны в стволе скважины, а также уменьшается износ бурильных труб и долот. Но большим минусом применения данного вида буровых растворов является их достаточно высокая стоимость, а также их высокая пожароопасность и трудности во время очистки инструментов и оборудования. Поэтому, данные растворы целесообразно использовать при повышении эффективности бурения в породах-коллекторах и сохранения их нефтегазоотдачи на начальном уровне, а также во время бурения скважин в сложных условиях при разбуривании мощных пачек набухающих глин и растворимых солей. Эмульсионные буровые растворы применяются во время бурения в глинистых отложениях и солевые толщах. Им присущи хорошие смазочные свойства. Кроме этого, они предотвращают прихват инструмента в скважине. К аэрированным буровым растворам относятся смеси пузырьков воздуха с промывочными жидкостями, которыми являются вода, нефтяные эмульсии и другие. Соотношение эмульсий и воздуха должно быть до 1:30. В состав таких растворов часто добавляют специальные реагенты — поверхностно-активные вещества и пенообразователи. Это делается с целью увеличения стабильности данных растворов. Система очистки бурового раствора Такие свойства раствора, как его плотность, вязкость, статическое напряжение сдвига и т. В связи с этим, очень целесообразно использовать механическое оборудование, позволяющее контролировать содержание твердой фазы в растворе. Работа механического оборудования очистки осуществляется с помощью силы ускорения или же центробежной силы, благодаря чему становится возможным существенно повысить уровень сепарации в сравнении с процессом осаждения. Система очистки бурового раствора может состоять из одного или нескольких модулей. Система очистки буровых растворов должна соответствовать следующим требованиям: обработка всего количества циркуляции; согласование очередности установки согласно размеру частиц, которые будут отделяться; правильность монтажа, точная настройка, благодаря чему значительно повышается эффективность работы следующей ступени; оптимизация процесса сепарации — обработка от четверти до половины объема циркуляции. Их готовят на месторождении, непосредственно перед началом добычи этих полезных ископаемых. Использование таких растворов дает возможность решать широкий спектр производственных задач — от обеспечения очистки и фильтрации ствола скважины и её забоя до обеспечения выполнения основных требований техники промышленной безопасности. В связи с этим, применение буровых растворов обязательно как в процессе бурения скважины, так в процессе эксплуатации любого промысла. Современные буровые растворы отличаются по своим составам, весу, вязкости и прочим характеристикам, поэтому их приготовление производится с учетом таких факторов, как индивидуальные особенности разрабатываемых залежей, применяемые технологии, финансовые параметры и так далее. Что из себя представляет буровой раствор? Буровой раствор — это сложная дисперсионная система, состоящая из эмульсионных, аэрационных и суспензионных жидкостей, которые используются с целью промывки скважинных стволов в процессе их бурения. Циркуляция этого раствора внутри ствола позволяет очищать его стенки от различных наслоений, вымывать остатки пробуренной породы и выводить их на поверхность. Кроме того, такой раствор стимулирует разрушение породы буровым инструментом, дает возможность качественно вскрыть продуктивный горизонта, а также используется для решения иных рабочих задач. В процессе бурения, как правило, применяют составы на водной основе с добавлением углеводородных частиц к примеру, растворы известняка и битума, инвертные эмульсии и так далее. Если бурение производится в хемогенных отложениях, то чаще всего готовятся буровые растворы на основе насыщенных солями глинистых материалов гидрогелей. Если существует повышенный риск обвала, используются специальные растворы-ингибиторы, а если работы проводятся в условиях высоких температур, то используются глинистые составы с повышенной термостойкостью. Если работы ведутся в условия повышенного пластового давления, то применяют утяжеленные буровые растворы. Читать также: Как работает плотномер для нефтепродуктов? Основные характеристики и свойства таких составов От качества используемого раствора напрямую зависит продуктивность выполняемых с его помощью работ. Главными свойствами таких составов являются: плотность; напряжение сдвига; водоотдача. Плотность буровых растворов измеряют специальным прибором — ареометром. Этот параметр колеблется в пределах от одной до двух с половиной тысяч килограмм на кубический метр. Условная вязкость определяют по времени, в течение которого определенный объем готового состава протекает через воронку классического типа. Эффективная вязкость измеряется прибором, который называется вискозиметр. Этот показатель отображает соотношение скоростного градиента и напряжений, возникающих в общем потоке. Напряжение сдвига также измеряется при помощи вискозиметра. Стандартное значение этого параметра варьируется от нуля до двадцати Па. Что измерить такой показатель, как водоотдача, нужно знать, какой объем фильтрата выделяется через оборудование для очистки, если перед давлений за половину часа составляет от 100 кПа и более. Для обеспечения максимальной эффективности бурения, свойства таких растворов держат под постоянным контролем с помощью посредством ввода в них особых реагентов для повышения качественных характеристик. К примеру, чтобы уменьшить водоотдачу, в буровой раствор добавляют углещелочные или сульфитно-спиртовые материалы, а также целлюлозные добавки или модифицированный крахмал. Реологические свойства получают путем добавления в состав веществ, понижающих вязкость к примеру, фосфат, полифенол, нитролигнин и так далее. Чтобы избежать нефтяных, газовых и водяных проявлений в условиях работы при повышенном давлении, необходимо увеличить плотность используемого бурового раствора. Для этого в его состав вводятся специальные утяжелители гематит, мел, бармит. Кроме того, в состав таких смесей могут добавляться пенообразователи или может применяться аэрирование раствора. Антифрикционные свойства растворов можно улучшить добавлением смазочных материалов на основе нефти, графита или гудрона. Чтобы сохранить необходимые качественные характеристики в процессе работы в условиях повышенной температуры, буровой раствор, как правило, обогащается антиоксидантами или хроматами натрия или кальция. Для пеногашения в состав может быть добавлена резиновая крошка, кислота или спиртовые частицы. Составы применяемых растворов Для приготовления большинства буровых растворов необходимо применение тонкодисперсных глинистых веществ, обладающих высокой пластичностью и небольшим содержанием частиц песка. Они способны создавать с водой вязкую суспензию, которая обладает способностью долгое время не приводить к выпадению осадка. Самыми лучшими качествами обладают глиняные порошки, основу которых составляют щелочные составы. Растворы на основе таких порошков отличаются низким значением плотности. Различные рецептуры бурового раствора для разных типов грунтов В процессе создания бурового раствора очень важно проследить, чтобы в него не попали нежелательные примеси, такие, как известковые частицы, гипс и разного рода растворимые в воде соли. Согласно требованиям технических нормативов, основным качественным показателем сырья для приготовления бурового состава, представлено в порошкообразном виде, является так называемый конечный выход раствора. Другими словами, какое количество кубических метров раствора с нужным показателем вязкости можно получить из тонны сухого сырья. Кроме этого, к важным качественным показателям также относятся содержание в составе песка и плотность. Основное назначение буровых составов Такие растворы готовят, исходя из целей их дальнейшего использования. Примеры таких целей таковы: охлаждение и смазывание поверхностей бурильного долота. Так как работа этого инструмента всегда связана с появлением большого трения, для повышения износостойкости необходимо использовать смазывающие составы, которые одновременно снижают температуру инструмента; очистка забоя скважины. Многие буровые растворы дают возможность эффективно вымывать выбуренные породы из скважины и выносить их на поверхность. Качество такой очистки зависит от физических и химических свойств конкретного состава, а также от геологических особенностей пробуриваемых горных пород, вследствие чего в процессе приготовления необходимо учитывать состав горных пород конкретного месторождения; образование на стенках ствола скважины очистного слоя. Формирующаяся на стенках ствола корка отличается низкой проницаемостью, что дает возможность обеспечить устойчивость в верхней песчаной зоне геологического разреза и отделить скважину от слоев с высокой проницаемостью; предупреждение водяных, газовых и нефтяных проявлений; защита стенок скважины от обвалов, которые возникают при бурении пород на основе неустойчивой глины; особняком стоит такая важная сфера применения буровых составов, как обеспечение качественного вскрытия продуктивных горизонтов. Многие из существующих сейчас буровых растворов позволяют не допустить загрязнения продуктивного пласта во время его вскрытия и дают возможность избежать его полной закупорки, в случае которой его разработка становится очень трудной; уменьшение затрат, идущих на фиксацию скважины с помощью колонн; получение данных, необходимых для анализа, в процессе работы разведывательных скважин. Это также одна из вспомогательных функций таких составов, поскольку вместе с ними на поверхность выносится шлам и частички горных пород, которые являются предметом изучения; повышение устойчивости к коррозионному воздействию оборудования и труб; обеспечение выполнения требований техники промышленной безопасности и сведение к минимуму вреда, наносимого экологии окружающей среды. Читать также: Как используется рулетка для измерения уровня нефтепродуктов? Растворы на неводных основах: нефтепродукты, содержание газа в которых минимально. Пены и аэрированные жидкости. Реагенты, находящиеся в газообразном состоянии. Буровая колонна улетела в скважину. Недостатки воды как бурового раствора: в перерывах между циркуляциями вода не удерживает шлам в скважине во взвешенном состоянии; глинистые отложения набухают, разупрочняются, снижается устойчивость ствола скважины. Вода пригодна в качестве бурового раствора для бурения неглубоких скважин в твердых неглинистых породах карбонатно-песчаного комплекса, а также в гипсах и других отложениях.

Размер частиц в буровом растворе При выборе размера частиц в буровом растворе необходимо учитывать ряд факторов, таких как геологические условия, тип грунта, особенности скважины и требования к качеству бурения. Большие частицы помогают снизить фильтрационные потери и обеспечить хорошую устойчивость стенки скважины. Мелкие частицы, в свою очередь, позволяют улучшить проникающую способность раствора и повысить эффективность разделения грунта. Основной способ контроля размера частиц в буровом растворе — это использование специальных агентов, таких как гранулометрически активированная шламовая пробка. Данный тип агента позволяет регулировать размер частиц в широком диапазоне и обеспечивать стабильность параметров бурового раствора. Оптимальный размер частиц в буровом растворе выбирается на основе результатов лабораторных испытаний и учета специфических условий бурения. Правильно подобранный размер частиц позволяет достичь наилучших показателей процесса бурения и обеспечить высокую продуктивность работы скважины. Вязкость бурового раствора Вязкость бурового раствора зависит от его химического состава и концентрации добавок, а также от технологических условий процесса бурения. При повышении вязкости раствора увеличивается смачивание бурового инструмента и его способность удалять взвеси из скважины. Для измерения вязкости используются специальные устройства — вискозиметры. Полученные значения используются для расчета необходимой силы для прокачки раствора через буровую колонну.

Для обеспечения эффективности бурения в зависимости от конкретных геолого-технических условий свойства бурового раствора регулируют изменением соотношения содержания дисперсной фазы и дисперсионной среды и введением в них специальных материалов и химических реагентов. Содержание твердой фазы бурового раствора регулируется трехступенчатой системой очистки на вибрационных ситах; газообразные агенты отделяют в дегазаторе. Кроме того, для регулирования содержания твердой фазы в раствор вводят селективные флокулянты.

определение водоотдачи бурового раствора

Для измерения плотности бурового раствора применяют ареометр АГ-ЗПП, который состоит из мерного стакана, который крепится к поплавку со стержнем. Буровой раствор, содержащий в своем составе газ, характеризуется ка-жущейся плотностью, а при его отсутствии определяется истинная плотность бурового раствора. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. Определяющим здесь является образование в пласте зон капиллярно-удерживаемой воды, разбухание пластовых глин и кольматация поровых каналов твердой фазой бурового раствора.

Руководство для обучения инженеров по буровым растворам — часть 48

Водоотдача бурового раствора, являясь одним из наиболее важных параметров процесса бурения, оказывает значительное влияние на его эффективность и. В целом, водоотдача бурового раствора зависит от множества факторов, которые нужно учитывать и контролировать при работе на буровых установках. 8. Показатель седиментации бурового раствора, косвенно показывает стабильность бурового раствора. Для измерения используют отстойник ОМ-2. показатель, характеризующий объем фильтрата (в см3), отделившегося от бурового раствора за 30 мин.

Нефтяная скважина. Бурение. Буровой раствор. (3)

В противном случае он перестанет выполнять необходимые функции, что может привести, с одной стороны, к возникновению осложнений и аварий, а с другой, к необходимости дополнительной его обработки химическими реагентами, что вызывает увеличение стоимости буровых работ. Экологическая чистота При бурении наклонно-направленных скважин буровой раствор может попадать в водоносные горизонты, в русло рек и разливаться по поверхности в прирусловой зоне. По этой причине несмотря на мероприятия по предупреждению этих явлений раствор не должен оказывать губительное влияние на окружающую среду - должен быть экологически безопасным. Для этой цели буровой раствор должен изготавливаться из нетоксичных материалов, не способных создавать ядовитые соединения. Токсичность материалов и их соединений должна контролироваться на этапе проектирования. Экономическая эффективность При условии выполнения буровым раствором всех вышеперечисленных функций он должен иметь минимально возможную стоимость.

Это обеспечивается оптимальным подбором рецептуры приготовления бурового раствора и применением наиболее дешевых материалов для его производства без ущерба качеству. Таким образом оптимальный процесс промывки скважин обеспечивается правильным сочетанием вида бурового раствора, режима промывки подачи насоса и организационных мер по поддержанию и регулированию свойств раствора в процессе бурения. Только такое сочетание позволит эффективно реализовать технологические функции процесса промывки. В зависимости от геологического разреза и физико-механических свойств горных пород конкретного района работ одни функции промывочной жидкости являются главными, другие - второстепенными. Необходимый комплекс функций процесса промывки предъявляет к промывочному агенту требования, для удовлетворения которых он должен иметь определенные свойства.

Эти свойства обусловливают вид промывочной жидкости. В исключительных условиях для промывки скважин используются углеводородные жидкости дизельное топливо, нефть. Буровые растворы в определенных условиях могут искусственно насыщаются воздухом и переходят в категорию аэрированных. В воде и водных растворах воздух в зависимости от его содержания может выступать в качестве дисперсной фазы или дисперсионной среды. В последнем случае промывочные жидкости называют пенами.

По назначению буровые растворы подразделяются на: жидкости для нормальных геологических условий бурения вода, некоторые водные растворы, нормальные глинистые растворы ; жидкости для осложненных геологических условий бурения. И главное не всегда это необходимо. Поэтому для конкретных условий бурения определяется набор основных функций бурового раствора и те свойства, которые обеспечат их выполнение. Задаче получения заданных свойств должны быть подчинены все работы по подбору рецептур состава раствора и их регулированию. При этом необходимо сохранить на приемлемом уровне остальные параметры промывочного агента.

Заданные свойства жидкости получают, подбирая состав и вид компонентов. Наибольшую сложность представляет получение дисперсных буровых растворов, так как здесь очень важное значение имеет степень дисперсности твердой фазы и характер ее взаимодействия с остальными компонентами. Изменяя степень дисперсности, можно при одном и том же составе бурового раствора в широких пределах варьировать некоторыми и в первую очередь реологическими свойствами промывочного агента. В процессе бурения буровой раствор взаимодействует с разбуриваемыми породами, пластовыми водами, подвергается воздействию механических нагрузок, температуры, давления, атмосферного воздуха, осадков. В нем происходят внутренние процессы, связанные с ослаблением электрических зарядов на частицах и старением составляющих компонентов.

Все это приводит к ухудшению свойств раствора, он теряет способность выполнять необходимые функции. Поэтому в процессе бурения требуется восстанавливать и поддерживать его необходимые свойства. Нередко чередование пород в геологическом разрезе вызывает необходимость в изменении некоторых функций бурового раствора. Поэтому, если можно не заменять раствор, его свойства регулируют в процессе бурения на подходе к соответствующему интервалу. Таким образом, необходимость в регулировании свойств бурового раствора возникает в следующих случаях: 1 при приготовлении - для получения раствора с заданными свойствами; 2 в процессе бурения - для поддержания требуемых функций; в процессе бурения - для изменения параметров применительно к изменяющимся геологическим условиям.

Свойства бурового раствора регулируют: химической обработкой путем введения специальных веществ - реагентов ; физическими методами разбавление, концентрирование, диспергация, утяжеление, введение наполнителей ; физико-химическими методами комбинация перечисленных методов. Таким образом, чтобы буровые растворы в процессе бурения скважины выполняли требуемые функции, необходимо выбирать основные материалы для их приготовления, специально обрабатывать с помощью химических реагентов, вводить вещества, предназначенные для регулирования их свойств, и т. Условия бурения скважин глубина, диаметр, температура, порядок расположения и свойства разбуриваемых пород весьма различны не только для разных месторождений, но и для отдельных участков одного месторождения. Поэтому буровые растворы также должны обладать различными свойствами не только на разных участках бурения, но и по мере углубления данной скважины. Чем лучше способность бурового раствора выполнять в данной скважине определенные функции, тем выше ее качество.

Однако самый высококачественный для данной скважины буровой раствор для другой скважины в других условия бурения может оказаться не только низкокачественным, но и непригодным. Это обстоятельство объясняет необходимость определения параметров бурового раствора на этапе проектирования. В процессе бурении на буровой раствор влияет выбуренная порода: частично путем распускания в жидкости, частично путем химического воздействия. Буровой раствор могут разбавлять пластовые воды. На нее воздействует высокая пластовая температура.

В процессе всех этих воздействий в буровом растворе происходят сложные физико-химические процессы, изменяющие ее свойства. В связи с этим необходимо контролировать способность раствора осуществлять необходимые функции путем измерения ее параметров в процессе бурения скважины и при необходимости восстанавливать их соответствующими способами. Требования к методам измерения свойств буровых растворов: 1. Измеряемые параметры должны быть общепринятыми, обязательными для всех организаций и предприятий бурения, иначе невозможно создать рекомендации по регулированию параметров в разных районах. Методы измерения параметров долины быть едиными, в противном случае невозможно сравнивать характеристики буровых растворов, используемых в различных районах.

Принятые методы должны быть оперативными: продолжительность измерения параметров должна быть меньшей, чем время, в течение которого может измениться состояние бурящейся скважины, иначе в скважине могут возникнуть осложнения раньше, чем будет отмечено несоответствие параметров требованиям. В принятых методах необходимо предусматривать такие способы отбора проб циркулирующего раствора и такие способы измерения, которые обеспечат получение характеристик, соответствующих характеристикам жидкости, циркулирующей в скважине и осуществляющей необходимые функции; наиболее правильно измерять их при тех же температуре и давлении, которые соответствуют данной глубине скважины; строгое соответствие осуществить практически невозможно, поэтому процессы измерения параметров, отображающих отдельные функции или группы функций бурового раствора, условно моделируют поведение бурового раствора в скважине. Чем ближе эти модели к оригиналу, т. К условиям, в которых находится раствор в скважине, тем правильнее характеризуются его свойства. Когда требуются сведения о жидкости, циркулирующей в скважине, пробу следует отбирать вблизи места ее выхода из скважины устья до того, как она прошла очистные устройства, дегазаторы.

Пробу необходимо отбирать только во время циркуляции. Для получения характеристик жидкости, закачиваемой в скважину, пробу отбирают в конце желобов, по которым она подается к приемам насосов. При необходимости характеризовать неоднородность циркулирующего бурового раствора, содержащей отличающиеся от всей жидкости так называемые «пачки», пробы отбирают на устье скважины из этих «пачек». Если анализ производят непосредственно у буровой, пробу отбирают в количестве, необходимом для одного анализа. Если пробу отбирают для анализа в лаборатории, удаленной от буровой, объем ее составляет 3 - 5 л.

Для получения этого объема через каждые 5 - 15 мин отбирают по 0,5 л жидкости и сливают в одну посуду, например ведро, пропуская ее при этом через сетку от вискозиметра. Перед отбором проб из емкостей, в которых хранится буровой раствор, содержимое перемешивают с помощью насосов до тех пор, пока весь ее объем не станет однородным. Существенную роль играет время между отбором пробы и анализом. Газ, вынесенный буровым раствором из скважины, может быстро улетучиться, в результате чего увеличивается ее плотность. Нагретый буровой раствор остывает, и многие характеристики ее изменяются, особенно это сказывается на величинах плотности, вязкости и содержания газа.

Поэтому их определяют непосредственно у желобов буровой. Кроме того, бригадой могут измеряться содержание песка, а также концентрацию солей и щелочность раствора Однако для качественного управления свойствами бурового раствора, позволяющего обеспечивать эффективное выполнение им заданных функций, такого набора параметров явно недостаточно. Под плотностью понимают величину, определяемую отношением массы тела к его объему. Удельный вес характеризует способность промывочной жидкости осуществлять в скважине гидродинамические и гидростатические функции: 1 удерживать во взвешенном состоянии и выносить из скважины частицы породы наибольшего размера; 2 создавать гидростатическое давление на стенки скважины, рассчитанное, исходя из необходимости предотвращения поступления в ствол скважины нефти, газа или воды из пласта и сохранения целостности стенок скважины; 3 обеспечивать снижение веса колонны бурильных и обсадных труб, в связи с чем уменьшается нагрузка на талевую систему буровой. Плотность промывочной жидкости, содержащей газ, называют кажущейся, а плотность жидкости, не содержащей газа, истинной.

Процесс измерения плотности основан на определении гидростатического давления на дно измерительного сосуда. Перед измерением промывочную жидкость пропускают через сетку вискозиметра ВБР-1. Прибор АБР-1. В комплект входит собственно ареометр и удлиненный металлический футляр в виде ведерка с крышкой, служащей пробоотборником для раствора рис. Прибор состоит из мерного стакана, донышка, поплавка, стержня и съемного калибровочного груза.

Кроме ареометра поплавкого типа для определения плотности бурового раствора может быть использован рычажный плотномер. Показатель стабильности С измеряется с помощью прибора ЦС-2 рис. При измерении отверстие перекрывают резиновой пробкой, цилиндр заливают испытываем раствором, закрывают стеклом и оставляют в покое на 24 ч. По истечении этого срока отверстие открывают и верхнюю половину раствора сливают в отдельную емкость. Ареометром определяют плотность верхней и нижней частей раствора.

За меру стабильности принимают разность плотностей раствора в нижней и верхней частях цилиндра. Чем меньше значение С, тем стабильность раствора выше. Суточный отстой измеряют с помощью стеклянного мерного цилиндра объемом 100 см3, обозначают буквой 0 рис. Испытываемую жидкость осторожно наливают в мерный цилиндр до отметки 100 см3, закрывают стеклом и оставляют в покое на 24 ч, после чего визуально определяют величину слоя прозрачной воды, выделившейся в верхней части цилиндра. Отстой выражают в процентах выделившейся жидкости от объема пробы.

Чем меньше суточный отстой, тем устойчивее, стабильнее промывочная жидкость. Эти параметры следует измерять при температурах, соответствующих температуре раствора в скважине. Как и обычные жидкости, они обладают подвижностью, то есть способностью течь. При этом первоначальное расположение частиц жидкости изменяется, происходит деформация. Наука о деформации и течении тел называется реологией, а свойства тел, связанные с течением и деформацией, называются реологическими.

Они характеризуются определенными величинами, не зависящими от условий их измерения и конструкции измерительных приборов. Такие величины называют реологическими константами. Изучение реологических свойств дисперсных систем основано на выявлении закономерностей связи между силами напряжениями , вызывающими течение жидкости, и получаемыми при этом скоростями течения деформациями. Перечень основных и производных от них показателей, характеризующих реологические свойства буровых растворов, определяется выбором реологической модели. С помощью величин реологических характеристик можно определять коллоидно-химические свойства дисперсных систем, что очень важно для оценки качества промывочных жидкостей и выбора методов регулирования их свойств.

Условная вязкость. Стандартные полевые измерения вязкости бурового глинистого раствора проводятся с помощью вискозиметра буровых растворов ВБР-1 или воронкой Марша. Вискозиметр ВБР-1, служащий для измерения условной вязкости, состоит из воронки, герметично соединенной трубки, сетки и мерной кружки. Порядок определения. Взяв в руку воронку, устанавливают сетку на выступы, зажимают нижнее отверстие пальцем правой руки и заливают через сетку испытуемую жидкость до верхней кромки вискозиметра.

Подставив мерную кружку под трубку вискозиметра, убирают палец и одновременно левой рукой включают секундомер. Воронку необходимо держать вертикально допускается отклонение не более 100. Когда мерная кружка наполнится до края, останавливают секундомер, а отверстие воронки вновь закрывают пробкой. Условная вязкость определяется временем истечения 500 см3 раствора через трубку из воронки вискозиметра, заполненной 700 см3 раствора. За исходный результат принимают среднее значение результатов трех измерений, отличающиеся между собой не более чем на 2 с.

Дисперсная система находится при этом по одну сторону пористой среды и с этой же стороны имеется превышение давления, вызывающее процесс фильтрации. В результате движения дисперсной системы через пористую среду в порах и на поверхности пористого тела задерживаются частицы дисперсной фазы, образуя фильтрационную корку. Последняя также содержит и некоторое количество дисперсионной среды, но значительно меньше, чем исходная дисперсная система. Дисперсная система состоит из частиц, которые принадлежат к одной из двух групп. В первой средний размер частиц меньше, чем средний размер пор.

Такие частицы проходят в пористую среду на некоторую глубину и создают корку внутри пористого тепа. Более крупные частицы не проходят в пористую среду и образуют корку на ее поверхности. Проходы, остающиеся в фильтрационной корке между более крупными частицами дисперсной фазы, перекрываются более мелкими частицами. В продолжающемся процессе фильтрации жидкость проходит через образовавшуюся фильтрационную корку, оставляя на ней все новые и новые частицы; толщина фильтрационной корки непрерывно растет, а ее проницаемость способность пропускать через себя фильтрат снижается в связи с увеличением гидравлических сопротивлений. Поэтому фильтрация есть процесс, затухающий во времени.

На фильтрационный стакан навинчен цилиндр. В цилиндр 3 входит плунжер 1 с грузом-шкалой 2, создающей давление 0,1 МПа. Для установки шкалы прибора на нуль и спуска масла из цилиндра после определения показателя фильтрации в нижней части цилиндра имеется отверстие, перекрываемое иглой 4. После создания давления открывается канал 8 и начинается фильтрация.

Объем пробы раствора в фильтрационном стакане по мере фильтрации уменьшается на количество выделившегося фильтрата, и плунжер под действием груза опускается. Количество выделившегося фильтрата определяют по перемещениям плунжера по шкале, градуированной в кубических сантиметрах.

По техническим требованиям, главным показателем качества сырья в виде порошка или глины считается выход раствора, то есть число кубометров нужной вязкости, которые получаются из тонны сырья. Важными показателями также считаются такие параметры, как плотность и число песка в составе.

Назначение буровых растворов Приготовление буровых растворов преследует ряд важных целей: Охлаждение поверхностей долот и их смазывание. Поскольку работа такого оборудования сопровождается возникновением большого трения, основным назначением состава является смазывание и уменьшение температуры, что повышает износостойкость техники. Очистка забоя. Большинство типов растворов позволяет эффективно вымыть из скважины выбуренную породу, а также вынести ее на поверхность.

Качество и степень очистки определяется физико-химическими свойствами составов, а также геологическими особенностями, поэтому в приготовлении нужно учесть и состав пород месторождения. Создание очистного слоя на стенках ствола. Формируемая корка имеет невысокую проницаемость, поэтому она обеспечивает устойчивость песков в верхней зоне разреза и разделяет скважину и проницаемые слои. Предупреждение проявлений нефти, газа и пластовой воды.

Защита от обвалов стенок, которые могут произойти в случае наличия в составе пород неустойчивой глины. Еще одно назначение — обеспечение высокого качества вскрытия горизонтов: большинство видов современных растворов позволяет не допустить их загрязнения в процессе бурения, а также избежать полного закупоривания, делающего разработку очень трудной. Снижение затрат на фиксацию при помощи колонн. Получение данных для анализа при работе разведывательных скважин является одним из вспомогательных назначений раствора; предметом изучения является шлам и выносимые части породы.

Повышение устойчивости труб и оборудования к коррозии.

Понятие о плотности бурового раствора и её расчёт, приборы для замера плотности. Плотность — это масса единицы объема. Она влияет на величину гидростатического давления столба промывочной жидкости на стенки скважины и забой. При наличии в разрезе водогазонефтепроявляющих пластов обычно давление бурового раствора в скважине поддерживают несколько большим пластового с тем, чтобы предотвратить поступление пластовых флюидов в скважину. Иногда плотность увеличивают для предупреждения обвалообразований. При поглощениях бурового раствора плотность его уменьшают для снижения давления на забое. Проверочный расчет на гидроразрыв выполняется при наличии в геологическом разрезе слабого пласта. Параметры, характеризующие реологические свойства бурового раствора, приборы для их определения. Реологические свойства, т.

Характеризуются вязкостью, статическим и динамическим напряжением сдвига. Вязкость характеризует прокачиваемость буровых растворов и обусловлена внутренним трением в них. При бурении следует поддерживать минимально необходимую вязкость раствора. При излишне высокой вязкости, вследствие больших гидравлических сопротивлений в кольцевом пространстве, возможны раскрытие трещин в слабых пластах гидроразрыв и поглощения промывочной жидкости, хуже очищается раствор от шлама и газа; увеличивается давление на забой; снижаются подача бурового насоса и мощность турбобура; хуже охлаждается долото. Но, раствор с повышенной вязкостью поглощается менее интенсивно, выносит шлам при меньшей скорости восходящего потока. Обычно измеряют динамическую, пластическую и условную вязкость. Глинистые растворы обладают способностью образовывать структуру в состоянии покоя и переходить в подвижное состояние при перемешивании. Для характеристики прочности структуры в покое и при движении приняты два показателя: статическое напряжение сдвига СНС и динамическое напряжение сдвига ДНС. СНС— это максимальное касательное напряжение, которое возникает в глинистом растворе в момент начала его движения. ДНС — условная величина, характеризующая предел текучести в потоке бурового раствора, в Па или дПа.

Динамическое и статическое напряжение сдвига определяют на ротационном вискозиметре ВСН-3. В связи с различными условиями проводки глубоких скважин, к реологическим свойствам предъявляются разные требования. Так, с увеличением реологических параметров возрастают гидравлические сопротивления. Это приводит к большим давлениям на буровых насосах, особенно при турбинном бурении.

Приборы для определения характеристик растворов

Особенно тесной корреляцией является зависимость механической скорости бурения от условной вязкости фильтрата бурового раствора. Стабильность бурового раствора определяют и по водоотдаче раствора. Основные характеристики и свойства буровых растворов для бурения нефтяных и газовых скважин. Основное назначение и классификация.

Похожие новости: