Реологические свойства- характеризуют способность р-ра оказывать сопротивление течению. Определяется параметрами пластическая вязкость n мПа*с,
эффективная вязкость n мПа*с, ДНС дПа.
Реологические свойства буровых растворов оказывают влияние:
· на степень очистки забоя скважины от шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента;
· транспортирующую способность потока;
· величину гидравлических сопротивлений во всех звеньях циркуляционной системы скважины;
· величину гидродинамического давления на ее стенки и забой в процессе бурения;
· амплитуду колебаний давления при пуске и остановке насосов, выполнении СПО и проработке скважины с расхаживанием бурильной колонны;
· интенсивность обогащения бурового раствора шламом;
· скорость эрозии стенок скважин и др.
Измеряют на приборах ВСН-3 (ротационный вискозиметр) и FANN (FANN 35SA)
16. Минеральные и соленасыщенные глинистые растворы. Особенности, влияющие на состав минеральных и соленасыщенных глинистых растворов. Область применения и сравнительная характеристика минерализованных и соленасыщенных растворов.
Бурение соленасыщенных пластов, неустойчивых глинистых пород, интервалы содержащие минерализованные пластовые воды, скважин на шельфе при большой глубине моря Использовать для затворения рас-ра воды с содержанием NaCl более 35 г/л
Фактор
|
Влияние на дисп систему
|
Влияние на сост глин р-ра
|
Очень большое содержание электролитов в дисперсное среде
Присутствие двухвалентных катионов затворения
|
Очень плохая гидратация и диспергирование глин. Частиц, проницаемая глин корка
Мицелообразующие реагенты теряют свою активность
Ухудшается растворимость и глобулизация мол полимеров
Понижение pH р-ра
Уменьшение растворимости газов и вспенивание.
Понижение эффективности реагентов-полиэлектролитов (КМЦ, полиакрилаты)
|
Желательна предварительная гидратация бентонита, Высокая конц глины в рас-ре норм вязкости
Нужно применять ВМС-защ колл
Повышенная конц ВМС
Повышенный расход щелочи для поддержания рН
Нужны пеногасители
Нужны антикоррозионные добавки
Присутствие реагентов, связывающих 2-х валентные катионы металла
|
Используются при бурении интервалов залегания однородной каменной соли на небольших глубинах содержащих пропластки с проницаемыми породами.
|
Сравнительная характеристика
При высокой концентрации солей в промывочных жидкостях трудно поддерживать низкую водоотдачу. При высокой конц солей промывочные жидкости трудно работают
При вводе больших конц защитных коллоидов, рас-р теряет способность к структурообразованию
|
21. Классификация буровых растворов.
Классификация буровых растворов по следующим признакам:
фазовому состоянию дисперсионной среды,
природе дисперсионной среды,
степени дисперсности,
фазовому состоянию дисперсной фазы,
методу получения дисперсной фазы,
природе дисперсной фазы.
Соответствующие данной классификации типы буровых растворов принято далее подразделять на различные виды в зависимости от степени минерализации дисперсионной среды, вида растворённых в ней неорганических соединений, характера химической обработки, cоотношения между водой и углеводородной жидкостью и т.п. 17. Безглинистые промывочные жидкости на водной основе. Требования к безглинистым буровым растворам. Обеспечение удерживающей способности, рецептуры.
Без глинистые растворы
Недостатки глинистых растворов, следующие:
- загрязнение продуктивных пластов
-растворы подвержены влиянию электролитов
-большой объем отходов
-образуя большую глинистую корку, уменьшается механическая скорость проходки.
|
ТРЕБОВАНИЯ К БЕЗГЛИНИСТЫМ БУРОВЫМ РАСТВОРАМ
1.должен обладать способностью к структурообразованию;
2.должен быть способен образовывать фильтрационную корку, ограничивающую поступление фильтрата в породу;
3.должен иметь простой состав (практически невозможно, поскольку всегда содержатся соли в воде)
4.не должен содержать глину.
|
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ (Это водные растворы полимеров.)
1. Повышение концентрации полимеров. Повышение концентрации полимеров имеет отрицательное влияние на свойства раствора, поскольку вязкость полимера, вводимого в раствор – высокая, при этом гидравлические потери возрастают. Этот способ не используется (отказались).
2. Использование биополимеров с разветвленной конформацией (биополимеры). Биополимеры могут иметь сильно разветвленную структуру, при выключении бурового насоса, молекулы полимера цепляются друг за друга, образуя «сетку», которая препятствует падению частиц шлама. Это основной, используемый в зарубежной практике, способ получения растворов.
3. Временная сшивка линейных полимеров. При вводе в раствор полимера поливалентных Ме (Cr2+, Al3+), содержащийся в растворе, образует с полимером комплексное соединение и как бы сшивается при этом молекулы образуют сетку, которая удерживает твердые частицы во взвешенном состоянии, когда буровой насос не работает (выключен). При включении бурового насоса структура (сетка) разрушается и раствор разжижается.
|
Рецепт Состав раствора, следующий:
а) вода, б) метас 3-5 кг/м3 , в) NaOH (KOH) – 0,3 - 1,125 кг/м3, г) KАl(SO4)2*12H2O- 1-5 кг/м3 – это алюмокалиевые квасцы, которые обеспечивают сшивку и образование сетки при отсутствии циркуляции бурового раствора. в) и г) – вводятся в виде водного раствора
| 23. Предотвращение повышения твердой фазы при бурении с использованием малоглинистого полимерного раствора. Поддержание структурообразования и регулирование фильтрационных свойств малоглинистого полимерного бурового раствора.Для предотвращения повышения содержания твердой фазы в малоглинистом растворе нужно: -не использовать при бурении интервалов, содержащих глины; -не допускать рециркуляцию шлама, для чего производить качественную очистку бурового раствора от выбуренной породы; -удалить из раствора тонкодисперсную выбуренную породу, используя полимеры – селективные флоккулянты Поддержание структурообразования Полимер при очистке малоглинистого бур р-ра может удаляться из р-ра вместе со шламом, его концентрация в растворе уменьшается, отсюда необходимость регулярно довводить полимер в глинистый раствор причем дозировка полимера должна быть очень точной, так как его передозировка в малоглинистом р-ре может снизить структурообразование. Нужно строго следить за тем, чтобы концентрация полимера не превысила пороговой величин. Фильтрационные свойства малоглинистого бурового раствора зависят от концентрации в нем бентонита, поэтому можно следить за его концентрацией и пополнять его, при этом необходимо, чтобы выполнялось условие Vвыб пор/Vбен < = 2Иначе идет снижение проницаемости глинистой корки 18. Агрессия Н2S и CO2 и борьба с ней.
H2S Источником H2S могут быть:
- природный газ; - попутный нефтяной газ;
- поастовая вода, - лигносульфонаты, которые разлагаются при высоких температурах
|
CO2 Агрессия СО2 может возникнуть из:
- природного газа; - пластового газа;
- воды, используемой для приготовления РВО;
- атмосферы при интенсивном перемешивании бурового раствора.
|
Отрицательные
1) Возможность отравления персонала, допустимое содержание H2S в растворе не должно превышать 10 мг/м3 от объема газовой фазы, содержащейся в растворе
2) Усиленная коррозия бурильных труб
3) Сероводород ухудшает свойства раствора
|
последствия
1) Сильнее повышается ДНС при малых изменениях пластической вязкости.
2) Увеличивается Рф также как и Мф.
Мф должно быть >5см3 0,02 н(норма) Н2SO4, отношение Мф/Рф-высокое
|
Борьба
1) Щелочная нейтрализация H2S (во избежание присутствия молекул H2S и отравления необходимо поддерживать водородный показатель рН>10. Это можно сделать с использованием каустической соды NaOH или извести Са(ОН)2, которые обеспечивают щелочную нейтрализацию H2S.
2) Метод связывания H2S в нерастворимые соединения (метод превращения)
Существует ряд веществ, которые при взаимодействии с H2S образуют твердые вещества, которые не растворяются в воде даже при рН=7. Такие реагенты применяются на практике – это есть реагенты- нейтрализаторы.
|
Надо связать карбонаты и бикарбонаты в нерастворимые соединения.
Для этого необходимо использовать реагенты, содержащие Са2+:
- известь Са(ОН)2;
- гипс (сернокислый кальций) СаSO4;
- CaCl2.
| 24. Материалы для буровых растворов.БПЖ характеризуются компонентным (вещественным) и долевым составами, которые определяют его рецептуру. Рецептура – перечень компонентов, составляющих ПЖ, и их долевой (массовый, объемный) состав. Компоненты, входящие в состав БР (материалы, химреагенты и спецдобавки), могут вводится: в твердом виде, после предварительного растворения и иметь сложный состав.
Рецептура хлоркалиевой ПЖ (кг на 1 м3):
|
Технологические свойства хлоркалиевой ПЖ
|
• 50–80 глины; • 30–50 КСl;
• 5–10 полимера (КМЦ, крахмал, метас,
лакрис); • 30–50 КССБ; • 3–6 КОН;
• 2–3 пеногасителя; • 870 – 920 воды
• 5 – 10 смаз.добавки
Утяжелитель добавляют до получения требуемой плотности ПЖ.
|
= 1,08-2,0 г/см3, УВ = 25-40 с, к = 2 мм,
В = 4-8 см3/30 мин, СНС1 = 12-60 дПа,
СНС10 = 36-120 дПа, рН = 9-9,5.
| 19. Глинистые растворы с полисолевой минерализацией. Особенности реологических свойств растворов, сравнительный анализ и область применения.Глинистые растворы с полисолевой минерализацией – это глинистые растворы, содержащие несколько солей MgCl2, KCl, NaCl. Такие растворы используются при разбуривании соленасыщенных толщ, содержащих пропластки калийно-магниевых солей (карналлит, бишофит, галин) Эти соли будут растворяться в насыщенном растворе NaCl, калий не раст-ся
Фактор
|
Влияние на дисп систему
|
Влияние на сост глин р-ра
|
Очень выс минерал р-ра
|
Очень плохая гидратация и диспергирование глин. Частиц, проницаемая глин корка
Мицелообразующие реагенты теряют свою активность
Ухудшается растворимость и глобулизация мол полимеров
Понижение pH р-ра
Уменьшение растворимости газов и вспенивание.
Понижение эффективности реагентов-полиэлектролитов (КМЦ, полиакрилаты)
|
Желательна предварительная гидратация бентонита, Высокая конц глины в рас-ре норм вязкости
Нужно применять ВМС-защ колл
Повышенная конц ВМС
Повышенный расход щелочи для поддержания рН
Нужны пеногасители
Нужны антикоррозионные добавки
|
Очень выс конц 2-х вал катионов Ме
|
Понижение эффективности реагентов-полиэлектролитов (КМЦ, полиакрилаты)
|
Нужно применение неиногенных полимеров или модифицированных полиакрилатов, устойчивых к действию поливалентных катионов
| 20. Гидрогель магния. Обеспечение удерживающей способности в растворах с конденсируемой твердой фазой. Отличие гидрогеля от солегеля.
Гидрогель. Для приготовления раствора с прочной структурой содержание ионов Mg2+ в гидрогеле должно быть не меньше 12 г/л и концентрация NaOH должна быть не менее 20 г/л. Основой для приготовления гидрогеля магния служит рассол магнийсодержащих солей.
Варианты: -галит (NaCl) + бишофит (MgCl2×6H2O); -карналлит (KMgCl3×6H2O); -полиминеральная пластовая вода.
|
ДОСТОИНСТВА
- стоек к воздействию пластовых вод любой минерализации; - образует фильтрационные корки, полностью растворяющиеся в процессе кислотной обработки; - при температуре до плюс 50 °С вообще не растворяет, а при более высокой – мало растворяет вскрываемые отложения (слабо растворяет бишофит и карналлит); - не чувствителен к действию посторонних электролитов; - имеет сильную ингибирующую способность.
|
НЕДОСТАТКИ
- огромная материалоемкость (необходимо большое количество минерализатора); - загрязняют окружающую среду; - затрудняет интерпретацию электрокаротажа.
|
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Эти растворы применяют для разбуривания соленосных отложений с пропластками бишофита, карналлита и соленосных глинистых пород
При обработке рассола щелочью в последнюю целесообразно вводить 2…3 % тонкодисперсных частиц мела (асбеста, низкосортной глины), которые в этом случае служат центрами кристаллизации (активированной затравкой) и позволяют снизить расход солей магния и щелочи. Следовательно, получаем гидрогель, обладающий структурообразованием и способностью образовывать тонкую непроницаемую корку на стенке скважины.
| 22. Малосиликатные минерализованные растворы. Особенности, влияющие на их состав. Сравнительная оценка и область применения.Малосиликатные минерализованные растворы – это ингибированные растворы, которые содержат в своем составе от 2 до 5 % жидкого стекла, выполняющая роль ингибитора Механизм ингибирующего действия жидкого стекла
Жидкое стекло образует «кислый» гель, который проникает в микротрещины глинистой породы, склеивает кусочки этой породы друг с другом в монолитный массив
Силикат натрия реагирует с поглощенными катионами Cа2+ в результате на глинистой породе образуется пленка гидросиликата кальция, которая затрудняет проникновение воды в глину
Особенности влияющие на состав
Фактор
|
Влияние на дисперсную истему
|
Влияние на состав глинистого раствора
|
Высокая минерализация глинистого раствора
Пристутствие жидкого стекла
|
Плохие гидратация и диспергирование глины
Потеря эффективности мицеллообразующих реагентов
Высокая щелочность раствора
Возможность загустения глин р-ра под влиянием жидкого стекла
|
Необходимость предварительной гидратации глины и повышенная концентрация глины в растворе
Необходимое присутствие ВМС
Отсутствие необходимости в регулировании щелочности и соблюдать правильный порядок ввода реагентов в раствор.
|
Область применения и сравнительная оценка
Р-ры могут использоваться при разбуривании аргиллитоподобных глинистых пород, содержащих поглощенные катионы Са 2+.
Данные растворы нельзя применять при вскрытии продуктивных пластов, так при взаимодействии жидкого стекла с катионами Са2+, который может содержаться в пластовой воде, образуется нерастворимый осадок CaSiO3, что ухудшает проницаемость пласта.
Эти растворы не рекомендуется использовать при бурении интервалов, содержащих гипс и агидриды, так как жидкое стекло при взаимодействии с Са++ образует нерастворимый силикат, который удаляется только в системе очистки, что не экономично!
| |
Скачать 1.57 Mb.