Ответы. 1. Разновидности глинистых растворов. Функциональный состав глинистых растворов

• Название: 1. Разновидности глинистых растворов. Функциональный состав глинистых растворов
• Дата: 18.05.2023
• Размер: 1.57 Mb.
• Имя файла: Ответы.doc
• Тип: Документы; #1142660
• страница: 3 из 5

25. Кальциевые глинистые растворы. Механизм ингибирующего действия. Способ применения и сравнительная оценка.

Кальциевые глинистые растворы относятся к ингибированным растворам, так как содержат катионы Са2+, что затрудняет гидратацию и диспергирование глин.

МЕХАНИЗМ ИНГИБИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ 1. Растворы, содержащие в дисперсионной среде избыток ионов Са2+, вызывающих обменную адсорбцию на глине, в результате которой хорошо гидратируемая, диспергируемая и быстро разупрочняемая Na-глина, переходят в плохо гидратируемую, диспергируемую и трудно разупрочняемую Са- глину. 2. При наличии в растворе извести (Са(ОН)2), глина взаимодействует с Са(ОН)2 в результате на поверхности глины образуется пленка гидросиликата, которая затрудняет проникновение воды в глинистую породу.

ДОСТОИНСТВА:  - Его ингибирующая способность, которая обеспечивает большую глиноемкость, т.е. раствор может содержать большую концентрацию глины без существенного снижения вязкости раствора, т.е. сохранение реологических свойств известкового раствора при высоком содержании твердой фазы; - Раствор обеспечивает лучшую устойчивость стенок скважины за счет своего ингибирующего действия; - Уменьшение загрязнения продуктивных пластов, содержащих глинистые пропластки в песчанике; - Раствор устойчив к действию посторонних электролитов (особенно если содержание органических реагентов понизителей водоотдачи (КМЦ, крахмал и т.п.); - Объем отходов при использовании раствора уменьшается. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ При бурении мягких, хорошо увлажненных глинистых пород с высоким содержанием поглощенных катионов Na+ (монтмориллониты).

26. Гуматнокалиевые глинистые растворы, особенности их использования, область применения и сравнительная оценка.

В гуматнокалиевых растворах существует два источника поступления ионы К⁺ в дисперсионную среду: с одной стороны - это гидроксид калия (КОН), а с другой стороны - это гуматнокалиевый реагент (ГКР).

Практический опыт показал, что для достижения ингибирующего действия на глинистую породу, количество ионов К⁺ в гуматнокалиевом растворе должно быть 1600-2500 мг/л, при этом концентрация КОН составляет 2/3 от объема раствора, а гуматнокалиевый реагент – 1/3 от объема раствора

ОСОБЕННОСТИ

Фактор	Его влияние на дисперсную среду		Его влияние на состав глинистого раствора
Ограниченная концентрация ионов К+       Отсутствие КСl в составе раствора	Отсутствует сильное коагулирующее действие ингибитора гидратации глин, ингибирование гидратации глины на глинистую суспензию и химические реагенты Невысокая коррозионная активность		1.Возможно использование мицеллообразующих защитных коллоидов для регулирования свойств раствора 2.Необходимость использования КОН для регулирования щелочности и в качестве дополнительного источника катионов К+ 3.Отсутствие необходимости ввода ингибиторов коррозии
Достоинства		Недостатки
Обработка гуматнокалиевым реагентом: снижает коррозионную активность, уменьшает загрязнение окружающей среды, упрощает регулирование реологических свойств раствора.		Более слабые ингибирующие способности по сравнению с КСl, гуматнокалиевые растворы применяют при бурении неустойчивых глинистых пород, содержащих смешанно-слабые минералы.

27. Комбинированный очиститель для очистки утяжеленных буровых растворов. Устройства для удаления коллоидной твердой фазы из утяжеленного бурового раствора

Он представляет из себя комбинацию гидроциклона- илоотделителя и вибросит, оснащенных мелкоячеистой сеткой. Для удаления из утяжеленного раствора, прошедшего через основное вибросито, дополнительного количества выбуренной порода применяют комбинированный очиститель.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

На вибросита устанавливают мелкоячеистые сетки с размерами ячеек от 74х74 мкм до 102х102 мкм. Устанавливаем 74х74 мкм, т.к. утяжелитель имеет размеры примерно 70-74 мкм – до 90% и только 5% имеют больший размер. Комбинированный очиститель позволяет удалять некоторое количество выбуренной породы, но, к сожалению, есть потери части утяжелителя и поэтому плотность немного уменьшается и приходится раствор доутяжелять.

Пульпа из песковых насадок попадает на вибросито с мелкоячеистой сеткой с размером ячеек 74х74 до 102х102 мкм.

На сетке остаются: шлам и утяжелитель d > 74 мм .

Через сетку проходит утяжелитель и шлам d < 74 мм.

Материал, оставшийся на сетке удаляется.

Все, что прошло сквозь сетку – возвращается в циркулирующий раствор.

Устройства для удаления коллоидной твердой фазы из утяжеленного бурового раствора

-Центрифуга

-Гидроциклон-глиноотделитель

-Роторный сепаратор или сепаратор с перфорированным ротором
28. Известковые глинистые растворы: приготовление, регулирование реологических свойств, особенности контроля реологических свойств раствора, особенности влияющие на состав глинистого раствора.

Приготовление
Первичное		На основе уже имеющегося
1 шаг: имеем пресный глинистый раствор, в который добавляем следующие реагенты: разжижитель + щелочь + пеногаситель, что позволяет защитить исходный буровой раствор и провести его разжижение. 2 шаг: в полученный раствор вводим известковое молочко в виде суспензии Са(ОН)2, - раствор загустевает, следовательно, для предупреждения этого, необходимо интенсивно перемешивать раствор (циркуляция) до исчезновения загустевания, далее вводим понизитель водоотдачи и химические реагенты-добавки (в лабораторных условиях).		1шаг: раствор разбавляют водой или разжижителем для уменьшения содержания в нем твердой фазы (его загустевания ). 2шаг: как в предыдущем варианте - в полученный раствор вводим известковое молочко в виде суспензии Са(ОН)2, - раствор загустевает, следовательно, для предупреждения этого, необходимо интенсивно перемешивать раствор (циркуляция) до исчезновения загустевания, далее вводим понизитель водоотдачи и химические реагенты-добавки (в лабораторных условиях).
ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Кроме стандартных свойств у известкового раствора определяют: - щелочность раствора по фенолфталеину Рр; - щелочность фильтрата по фенолфталеину - на основе 1 и 2 определяют содержание свободной извести Особенности низкий pH высокий pH
Необходимо высокая концентрация глины в растворе. Необходимы разжижите-ли, устойчивые к действию Са2+ (ОКЗИЛ). Необходимо эффективное снижение водоотдачи - КССБ-4, КМЦ, крахмал. Снижение рН или полное его отсутствие	Необходимо присутствие органических реагентов –понизителей водоотдачи. Необходимость применения нефти в качестве смазывающей добавки. Необходимость присутствия в растворе пеногасителя.

30. Состав типовой циркуляционной системы

В общем случае циркуляционная система включает в себя:

• 
  блок очистки бурового раствора;
  
• 
  блок хранения раствора;
  
• 
  блок приготовления бурового раствора;
  
• 
  блок для хранения воды;
  
• 
  манифольд высокого давления типа МД.
  

Циркуляционная система состоит из нескольких резервуаров:

• 
  один резервуар – приемная емкость буровых насосов;
  
• 
  один или два резервуара – служит основанием для размещения очистного оборудования.
  

29. Хлоркалиевые глинистые растворы, особенности, влияющие на состав хлоркалиевых глинистых растворов, состав хлоркалиевого глинистого раствора, приготовление, контроль реологических свойств.

Источником ионов калия К⁺ является KCl, концентрация ионов К⁺ в дисперсионной среде - 15-37 г/л.

Особенности, влияющие на состав хлоркалиевых глинистых растворов
Фактор	Его влияние на дисперсную систему		Его влияние на состав глинистого раствора
Очень высокое содержание ионов К+ Высокая общая минерализация глинистого раствора	1.Плохое гидратирование и диспергирование глинис-тых частиц. 2.Неэффективно большинс-тво мицеллообразующих реагентов. 3.Понижение рН вследствие объемной адсорбции и вытеснения ионов Н+ в дисперсионную среду. 4.Вспенивание раствора вследствие снижения растворимости газов 5.Повышенная коррозионная активность раствора		1.Необходима предварительная гидратация глины и повышенная концентрация глины в растворе. 2.Необходимо эффективно разжижать глинистый раствор и понижать водоотдачу, 3. повышенная концентрация регулятора щелочности 4.пеногаситель 5. ввода антикоррозионных добавок
Состав а) не диспергированный б) диспергированный
Основа	Защитные коллоиды	Специальные реагенты и добавки
Пресная вода + бентонит И в (а), и в (б) глинистый раствор без избытка глины (б)	(только а!) ПАЦ - снижает водоотдачу, ХС-РOLYMER (биополимер) -структурообразователь, ГПАА- капсулатор (только б!) Разжижители: ФХЛС, окзил, КССБ Понизители водоотдачи: КССБ, КССБ+КМЦ, КМЦ, крахмал, полиакрилат	(а и б) KCl – источник ионов К+ (ингибирующий источник) КОН - регулятор рН, вспомогательный ингибитор Пеногаситель (ОРИКСАЛ, Т-66, Т-80 и др.) Антикоррозионные добавки – Na2SO3, (только а) пленкообразующие амины, Смазывающие добавки – СМАД-1, нефть, графит. (а и б) Утяжелитель (а и б) Ингибитор коррозии. (б)
Контроль Помимо известных свойств, необходимо контролировать содержание в фильтрате ионов К+ или общую минерализацию глинистого раствора. Минерализацию определяют весовым методом или по плотности фильтрата.
Приготовление
1. не должно быть избытка глины. 2. Для защиты раствора от коагуляционного действия КСl, необходимо ввести разжижитель - ХС-РOLYMER , регулятор щелочности - КОН и пеногаситель. 3. Далее вводим понизитель водоотдачи – ПАЦ, который обеспечивает вторую степень защиты от коагуляции. 4. После чего медленно, при непрерывной циркуляции через емкость (скважину), вводим КСl. Сразу происходит резкое загущение бурового раствора, поэтому необходимо поддерживать циркуляцию до тех пор, пока загущение не пройдет. 5. Далее вводим различные реагенты и специальные добавки, если необходимо

31. Состав и свойства известковых буровых растворов с высоким и низким рН. Сравнительный анализ и область применения, особенности определения реологических свойств растворов.

Известковые растворы с высоким рН - содержание ионов Са2+ в фильтрате не более 200 мг/л (рН > 11,5)
Известковые растворы с низким рН - содержащие ионов Са2+ в фильтрате до 500 мг/л (рН = 9,0-9,5)
Состав (высокий PH): Пресная вода + бентонит или глинистый раствор без избытка глины Разжижители (ССБ,ПФЛХ, нитролигнин) – вводят только при концентрации Са2+ до 200мг/л если больше, то вводят ингибитор гидратации. Понизители водоотдачи (УЩР в пресных растворах или КССБ, КМЦ – при наличии минерализации). Ингибитор гидратации глины Са(ОН)2, Регулятор щелочности и ограничитель растворимости извести – NaOH, Пеногаситель, Смазывающие добавки – нефть, графит, Утяжелитель, Хроматы – для повышения термостойкости
ДОСТОИНСТВА: - Его ингибирующая способность, которая обеспечивает большую глиноемкость, т.е. раствор может содержать большую концентрацию глины без существенного снижения вязкости раствора, т.е. сохранение реологических свойств известкового раствора при высоком содержании твердой фазы; - Раствор обеспечивает лучшую устойчивость стенок скважины за счет своего ингибирующего действия; - Уменьшение загрязнения продуктивных пластов, содержащих глинистые пропластки в песчанике; - Раствор устойчив к действию посторонних электролитов (особенно если содержание органических реагентов понизителей водоотдачи (КМЦ, крахмал и т.п.); - Объем отходов при использовании раствора уменьшается. НЕДОСТАТКИ: - ограниченная термостабильность (не более 120 ºС), т.к. в растворе много глины, NaOH и Са(ОН)2 . Повышение температуры приводит к сильному загущению бурового раствора, а при 135 ºС - раствор затвердевает.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ При бурении мягких, хорошо увлажненных глинистых пород с высоким содержанием поглощенных катионов Na+ (монтмориллониты).
Состав (низкий PH) Пресная вода + бентонит или глинистый раствор без избытка глины Разжижители - ФХЛС и ОКЗИЛ КССБ и КМЦ понизители водоотдачи Ввод лигносульфоната - вспенивание раствор Са(ОН)2 – ингибитор гидратации NaOH – регулятор щелочности Пеногаситель Смазывающие добавки - нефть, графит Хроматы - повышение температуростойкости Утяжелитель
ДОСТОИНСТВА 1.Более сильная ингибирующая способность за счет высокой концентрации катионов Са2+. 2.Более высокая термостабильность за счет низкого рН. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Такая же как и у известковых растворов с высоким рН - при бурении мягких, хорошо увлажненных глинистых пород с высоким содержанием поглощенных катионов Na+ (монтмориллониты).
особенности определения реологических свойств Кроме стандартных свойств у известкового раствора определяют: - щелочность раствора по фенолфталеину Рр ; - щелочность фильтрата по фенолфталеину - на основе 1 и 2 определяют содержание свободной извести, Рекомендуется поддерживать: Рф = 5 см3 , Сизв=14-20кг/м3
32. Состав и свойства циркуляционных агентов для вскрытия продуктивного пласта. Особенности реологических свойств, область применения и сравнительный анализ.

Газосодержащие циркуляционные агенты - различают четыре вида таких ПЖ: - воздух под буровым раствором (его используют тогда, когда в скважине нет водопритоков). Если есть водоприток, то образуется шлам+вода, что дает прилипание к колонне бурильных труб и стенке скважины, отсюда возможен прихват. В этом случае используют вместо газа – туман. - туман (mist). В поток воздуха вводят раствор пенообразователя. Смешиваясь с поступающей из пласта водой, образуется пена, которая поднимает по заколонному пространству выбуренный шлам, но это применимо при небольших притоках воды - при значительных водопритоках - нельзя. - стабилизированная пена (воздух+раствор пенообразователя (ПАВ+ стабилизирующий раствор)). - аэрированные жидкости, которые используются при наличии пластов с низкими индексами давлений поглощения.
33. Гидроциклонная очистка буровых растворов.

Часть твердых частиц оставшихся в растворе, прошедшем через вибросита, удаляются с помощью гидроциклонов. Гидроциклон – это сосуд, верхняя часть которого имеет цилиндрическую форму, а нижняя коническую. Буровой раствор подается в цилиндрическую часть гидроциклона через насадку
центробежного насоса. Ввод раствора идет по касательной к внутренней стенке, войдя в аппарат, начинает вращаться, и на твердые частицы, содержащиеся в растворе, начинает действовать центробежная сила. Под действием центробежных сил, твердые частицы смещаются к стенке центробежного аппарата, они по стенке гидроциклона начинают двигаться вниз, спускаясь, достигают вершины конуса и выбрасываются через песковую насадку в виде зонтичного выброса.