Ответы на вопросы к лекции Буюкли Е.Е. ЗНД-18. Лекция 1 Назовите технологические функции очистного агента
 Скачать 100.85 Kb.
|
|
Лекция №1: 1. Назовите технологические функции очистного агента Охлаждение породоразрущающего инструмента; удаление частиц шлама с забоя; закрепление стенок скважины за счёт образования корки или физико-химических процессов; смазывание породоразрущающего инструмента и др. 2. Приведите классификацию способов бурения Бурение с прямой промывкой; бурение с обратной промывкой; бурение с обратной всасывающей промывкой; бурение с комбинированной промывкой; бурение с гидро- пневмо- пено- транспортном керна. 3. При каких условиях применяется бурение с комбинированной промывкой? Такой способ бурения применяется в случае необходимости повышения выхода керна чаще при бурении менее глубоких скважин, чем при использовании способа бурения с обратной нагнетательной промывкой, которая применяется чаще при геологоразведочном бурении. 4. Перечислите способы очистки промывочной жидкости 4.1.Естественный – гравитационный. Удаление шлама из промывочной жидкости происходит непосредственно в элементах самой циркуляционной системы (желобах, отстойниках) за счёт сил гравитации 4.2.Принудительный а)Механический (реализуется через использование вибросита) б)Гидравлический (реализуется через использования гидравлических устройств) в)Комбинированный способ очистки основан на применении совместно вибросита и илоотделителя Лекция №2 Основы физхимии промывочных жидкостей: 1.Сравнить две системы –раствор электролита(соли) и глинистый раствор, обработанный органическими реагентами: Какая из них гетерогенная, а какая гомогенная система? Примером гомогенных систем являются солевые растворы – истинные растворы. Глинистый же раствор, в свою очередь, будет гетерогенной системой (или многофазной). Гетерогенная (многофазная)система – система, состоящая из двух и более частей, между которыми есть реальные границы раздела, отделяющая эти части, отличающиеся по составу и свойствам. 2.Классификация дисперсных систем. 2.1.Размер частиц В зависимости от размера частиц бывают следующие дисперсные системы: а)грубодисперсные – системы, в которых размер частиц а ≥ 10-2 см (взвеси почвы, песка); б)тонкодисперсные – системы, в которых размер частиц а = (10-2÷10-5) см. Например: эмульсионные растворы, глинистые растворы невысокого качества (из местной глины); в)коллоидные – системы, в которых размер частиц а = (10-5÷10-7) см (высокого качества глинистые растворы); г)молекулярно-дисперсные (истинные растворы)– системы, в которых размер частиц – а = (10-7÷10-8) см – растворы солей. 2.2.Агрегатное состояние дисперсионной среды и дисперсной фазы: а)золи; б)суспензии – это системы, у которых дисперсионная среда в виде жидкости, а дисперсная фаза – твердая. Представляют собой взвеси твёрдых частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде. 2.3.Если в водной среде находятся глинистые частицы размером 10-2-10-5 см, то что это за система –глинистый раствор или глинистая суспензия? Глинистый раствор. 2.4.Факторы, обусловливающие агрегативную устойчивость дисперсных систем. 1)Эластичность, упругость слоев, образующихся вокруг глинистых частиц; 2)Поверхностные явления; 3)Сорбционные процессы: связаны с изменением концентрации вещества на границе раздела дисперсных систем 4)Строение мицеллы; 5)Двойной электрический слой; 6)Тиксотропия; 7)Структурообразование; 8)Электрокинетические явления; 9)Адгезия. 2.5.ПАВ – поверхностно-активное вещество, снижающее поверхностное натяжение на границе раздела фаз. 2.6.Абсорбция – это процесс, связанный с адсорбцией газообразных веществ твёрдыми и жидкими веществами. Например, поглощение газа буровым раствором. 2.7.Как называется ядро мицеллы глинистого раствора? Сольватная (коллоидная) оболочка. 2.8.Дать определение свойства глинистого раствора-тиксотропия. Тиксотропия – это свойство раствора изменять своё состояние при встряхивании, или изотермический переход золя в гель, обладающий свойствами твёрдого тела в состоянии покоя и обратимое разрушение структуры с переходом в текучее состояние при механическом воздействии. 2.9.От чего зависит величина дзета-потенциала двойного электрического слоя коллоидной частицы? Двойной электрический слой является причиной взаимодействия заряженных частиц, находящихся на границе раздела. 2.10.Пояснить явление электрофореза. Электрофорез – направленное движение частиц дисперсной фазы под воздействием электрического поля в неподвижной дисперсионной среде. 2.11.Что позволяет устранить вредное влияние электроосмотического перетока фильтрата бурового раствора? Для исключения электроосмотического перетока вводим в буровой раствор электролит, который способствует насыщению отрицательных зарядов на стенках скважины, сложенных глиносодержащими горными породами и приводит к снижению величины дзета потенциала, а, значит, и к уменьшению скорости электроосмотического перетока водной фазы бурового раствора, что исключает поступление ее в стенки скважины. 2.12.Что является причиной адгезии бурильной колонны к стенкам скважины? При достижении электрокинетического потенциала между заряженными пластинами (+ и –) величины ξ2 наступает разрыв диффузного слоя коллоидной глинистой частицы, которая перемещается к полюсу +, а разорванный диффузный слой, являющийся носителем положительных зарядов, перемещается к полюсу –. Это явление электрофореза способствует в реальной скважине перемещению глинистых частиц к стенкам скважины, сложенным глиносодержащими горными породами, что способствует возникновению на них сальников, которые являются причиной осложнений при бурении в таких условиях. Лекция №3-4: 1. Назовите технологические функции бурового раствора? Технологические свойства – это те свойства, которые определяют эффективность выполнения ими основных технологических функций: очистка ствола, движение по стволу; удаление шлама с забоя; охлаждение; закрепление стенок (неустойчивых пород); снижение сопротивлений при движении бурового инструмента (снижение трения) и т.д. 2. Если глубина скважины составляет 1000 м, то гидростатическое давление в скважине должно превышать пластовое давление на … 10-15% 3. Определить регламентирующую плотность бурового раствора для бурения в интервале совместимых условий бурения на глубине от 2500 м до 2750 м, а продуктивный пласт с  = 32 МПа должен быть вскрыт на глубине 2600 м.4. Эквивалентная циркуляционная плотность бурового раствора – это … Эквивалентная плотность циркулирующего бурового раствора равна сумме приращения эквивалентной плотности и плотности бурового раствора в бурильных трубах. 5. К структурным свойствам относятся? 6. К тиксотропным свойствам относятся? Тиксотропные свойства характеризуют способность глинистого раствора образовывать уплотняющуюся во времени структуру в состоянии покоя, которая может разрушаться ари механическом воздействии. 7. Приведите краткую характеристику реологических моделей. Реологические модели: 1.Модель Ньютона (динамическая вязкость, градиент скорости сдвига) 2.Модель Бингама (для большинства структурированных жидкостей присуща прочность этой структуры) 3.Модель Шведова (для вязкопластичных систем - глинистых растворов - у которых проявляется пластичность, присущая твёрдым телам) 4.Модель Оствальда де Вааля (необходима в том случае, если дисперсная система обладает свойством "аномальной вязкости") 8. Реологические параметры – это …. Деформационные свойства материалов (твердых, жидких или газообразных) вне зависимости от того, из каких субъединиц (компонент) они состоят. Лекция №5: 1. Какие требования предъявляют к глинам для приготовления бурового раствора? На производство глинопорошков существуют технические условия (стандарты): ТУ 39 – 0147001 – 105 – 95. Типы: Б-бентонитовые; П–палыгорскитовые; КГ–каолинит-гидрослюдистые; М – модифицированные. 2. Какие типы глин выделают? В зависимости от выхода раствора выделяют следующие группы глин в соответствии с ТУ 95 г: А–20м3 и более из 1 т глины; Б–16м3 из 1 т глины; В–12м3 из 1 т глины; Г–8м3 из 1 т глины; Д–5м3( 4м3) из 1 т глины; Н – менее 5 м3 (4 м3) из 1 т глины. 3. Какими свойствами обладает частица бентонита? Развитая поверхность частиц глин – глина хорошо гидратирует, частицы глины распускаются на отдельные частицы; Межслоевое пространство. 4. В чем заключается уникальное свойства катионов калия? Глину у которой преобладают в обменном комплексе катионы Са +2 и др. поливалентные катионы называют кальциевой –они меньше набухают и медленнее диспергируются в воде по сравнению с натриевыми глинами. Лекция №6: 1.Изучить содержание лекции по оценке качества глин… 2.Ответить в электронном виде на контрольные вопросы по этой лекции: 2.1 Свойства глин: монтмориллонитовых, гидрослюдистых и палыгорскитовых (сепиолитовых). Основные свойства, характеризующие качество монтомориллонитовых глин: Развитая поверхность частиц глин – глина хорошо гидратирует, частицы глины распускаются на отдельные частицы; межслоевое пространство. Гидрослюдистые глины: гидратация таких глин осложнена(затруднена) из-за присутствия в них жесткого катиона с калием; недостаточная гидратация приводит к тому, что для получения необходимых структурных и реологических свойств требуется повышение содержания глины в 2 или более раз в растворе; глина плохо гидратирует, частички глины более крупные, чем у бентонита, поэтому фильтрационная корка образуется рыхлая, показатель фильтрации большой; гидрослюдистая глина не является носителем электрических зарядов, поэтому растворы на их основе не подвержены влиянию минерализации. Палыгорскитовые глины: независимость свойств от минерализации; образование хороших структурных и реологических свойств в условиях любой минерализации; такие растворы обладают большими значениями показателя фильтрации. Корка образуется толстая, рыхлая. Рациональные условия применения: добавка к бентонитовым растворам для увеличения их стойкости к минерализации; утяжеление бентонитовых растворов; бурение в условиях высокой минерализации. 2.2 типы глин для получения буровых растворов. На сегодняшний день для получения растворов используют следующие типы глин: бентонитовые глины (серого, бело-серого, серо-зеленого, чёрного цвета). Основной минерал – монтмориллонит; палыгорскитовые глины (красного цвета). Основной минерал – палыгорскит; каолинит – гидрослюдисые глины невысокого качества, комплекс переходных продуктов (буро-красноватые); местные глины – комовые; порошки. 2.3 дать определение параметра-выход раствора. Основной показатель качества – выход раствора (Вр) – количество м3 раствора, которое можно получить из 1 т сухой глины при условии, что условная вязкость Т = 25 с, а эффективная μЭ = 20 мПа∙с. 2.4 Рассчитать величину объёмной концентрации глины в растворе, если плотность воды 1000 кг/м3 плотность глины 2560кг/м3 плотность раствора 1080 кг/м3 2.5 какая глина Ca-бентонит или Na-бентонит более высокого качества. Какое свойство определяет способность глин переходить в растворе в раздробленное(диспергированное)состояние. Для получения раствора высокого качества должно быть pH = 8 ¸9. NaCl ухудшает качество раствора. Остаточное количество от взаимодействия с гуминовыми кислотами едкого натра способствует диспергированию (разделению,раздроблению ) частиц глины с последующим покрытием их слоем макромолекул Na–солей гуминовых кислот ,обеспечивая их плотное примыкание друг к другу в глинистой плотной и малопроницаемой корке ,что приводит к снижению показателя фильрации раствора. 2.6 пояснить свойство глин-способность к модификации. В настоящие время значительное распространение в различных отраслях химической технологии нашли органоглины (органобентониты) – глины, которыесодержат смектитовые минералы, модифицированные органическими катионами. В качестве последних обычно используют соли замещенных аминов и четвертичных аммониевых соединений, производные пиридина и имидозолина, полиамины и пр. Лекция №7 химические реагенты (электролиты): 1.Пояснить действие электролитов на глинистые растворы. Действие электролитов связано с их воздействием на двойной электрический слой и гидратную оболочку, находящуюся вокруг гидратированной глинистой частицы. При низких концентрациях электролита (до порога коагуляции) происходит увеличение заряда частицы за счет попадания в диффузный и адсорбционный слои катиона и аниона диссоциировавшего электролита. Это приводит к увеличению заряда, силы взаимодействия ослабевают, меняются структурные свойства раствора, поэтому при низких концентрациях электролит способствует усилению структурообразования. При увеличении концентрации электролита (выше порога коагуляции) происходит компенсация зарядов на поверхности глинистой частицы, диффузный слой сжимается, что приводит к коагуляции. 2.Охарактеризовать состояние глинистых частиц в трех областях по величине концентрации кальцинированной соды в растворе. 1.Область при концентрации Na2CO3до 2-3% - область стабилизации Ф30↓; Т↓; θ↓ Связано с тем, что диссоциируется катион Na+и анион CO3-- насыщают поверхность глинистой частицы, заряд частицы возрастает, и силы взаимодействия ослабевают. Раствор разжижается. 2.Область при концентрации Na2CO3 до 13¸15% – область структурообразования Ф30↓; Т↑; θ↑ Усиление структурных свойств происходит засчет того, что попадая в диффузные слои Na+ и СО3-- приводит к компенсации заряда глинистых частиц. Сила взаимодействия возрастает, то есть возрастают структурные свойства. В этом случае глинистые частицы соединяются между собой краевыми частями и углами. 3.Область при концентрации Na2CO3 > 15% Ф30↑; Т↓; θ↓ Область, в которой увеличивается концентрация электролита, заряд глинистой частицы приближается к нулю. Выпадают из раствора агрегаты частичек. Падают структурные свойства раствора. Глинистые частички соединяются гранями. 3.Раскрыть назначение кальцинированной соды глинистом растворе. Na2CO3 – кальцинированная сода (получается методом кальцинирования). Порошок белого цвета, хорошо растворяется в воде. Растворимость – 215 кг/м3. Назначение: - улучшение качества глин местного производства; - повышения выхода раствора из глин смешанного состава (Na+ + Ca++); - связывание поликатионов; - повышения рН растворов. 4.Назначение едкого натра и жидкого стекла в растворах. Na2O ∙ nSiO2 – жидкое стекло (от светло-желтого до темно-бурого цвета) представляет собой водный раствор Назначение: - структурообразователь при концентрации более 5%; - разжижитель при концентрации до 2%-3%; - силикатизация – закрепление глин. NaOH – гидроксид натрия (едкий натр). Растворимость 1040 кг/м3. Хорошо растворим. Гигроскопичен. Хранится как 40%-60% водный раствор (синеватого цвета). Назначение: - повышение качества глин; - связывание сероводорода; - повышение рН среды. 5.Назначение хлористого кальция, хромпика и хлорида натрия в глинистых растворах. 1.СаCl2 - растворимость до 750 кг/м3 Назначение:↑ Ca++ в фильтрате; регулирование ингибирующего и крепящего действия. 2.Na2Cr2O – хромпик (ярко-оранжевого цвета). Растворимость до 750 кг/м3. Назначение: ингибирующее действие 3%-5%; повышенная термостойкость (5%-7%) растворов с КМЦ. 3.NaCl – растворимость до 300 кг/м3 Назначение: структурообразователь для глин невысокого качества; получение солевых растворов (применяются при бурении в многолетних мерзлых породах, при бурении глинистых участков, для получения минерализованных растворов). Лекция №8 (органические реагенты): 1.Почему органические реагенты называются защитными. Органические реагенты называются защитными потому что создают защитный слой. 2.Назначение сульфитспиртовой барды и особенности действия в растворах. Недостатки. ССБ – сульфид спиртовая барда. Применяется в виде порошка темно-бурого цвета или 40-60% водного раствора, имеющего бурый цвет, вароподобная масса. В составе кальциевые соли, либо соли сульфоновых кислот. Основные назначения ССБ: - Разжижение растворов, приготовленных из кальциевых глин, но растворы из натриевых глин этот раствор загущает, поскольку имеются катионы кальция в растворе, они вызывают коагуляцию натриевых глин. При разжижении показатель фильтрации слабо изменяется, а в пресных растворах иногда увеличивается. Действие ССБ универсальное. Заключается в том, что в кальциевых растворах происходит разжижение, особенно если раствор обогащается кальциевой глиной. - Раствор ССБ имеет коллоидный размер частиц, что приводит к увеличению частиц, что приводит к увеличению содержания коллоидной фракции. Это приводит к уменьшению показателя фильтрации. - При высокой минерализации растворов по хлориду натрия происходит «высаливание» - когда молекулы органических реагентов под воздействием минерализации, уходя с поверхности глинистой частицы, переходят в раствор. Недостатки: - Ограниченная термостойкость (до 100⁰). Повышение температуры сопровождается уменьшением действия ССБ. - При вводе ССБ в раствор он вспенивается. Необходимо обрабатывать раствор пеногасителями. - Для ССБ является желаемой щелочная среда. Готовится из 30 весовых частей ССБ и 5 весовых частей NaOH. pH в растворе больше 9. Щелочная среда приводит к тому, что стенки скважины могут обрушиться. 3.Условия применения КССБ, преимущества. КССБ – конденсированная сульфит спиртовая барда. Образована за счет реакции конденсации исходного продукта ССБ. Преимущества: - невысокое значение pH, так как в составе нет NaOH; - поскольку pH невысокое, глина плохо гидратирует, раствор не загущается, так как выбуриваемая глина, входящая в состав раствора не диспергируется; - хорошо сочетается с другими органическими реагентами, позволяет проводить комплексную обработку другими органическими реагентами; - используется как в жидком, так и в порошкообразном виде, хорошо растворяется в воде. 4.Основное назначение углещелочного реагента. Недостатки. Вязкость и показатель фильтрации уменьшаются-это основное назначение УЩР. Недостатки УЩР: - Невысокая термостойкость до 100⁰С. Для увеличения термостойкости вводится хромпик (Na2Cr2O7). Термостойкость увеличивается до 200⁰С; - Раствор имеет щелочную реакцию, что приводит к диспергированию глин в составе раствора и загущению раствора; - Глинистые породы в стенках скважины под воздействием щелочной среды намокают и обрушаются. 5.Основное назначение крахмальных реагентов. Недостатки. Способы устранения ферментации крахмальных реагентов. Основные назначения МК-1: - снижение показателя фильтрации, особенно если в растворе присутствуют Ca-катионы; - загущение раствора. Основные недостатки: - Загнивание раствора под воздействием бактерий (идет ферментация). Признаки: запах, пропадает эффективность действия. Применяются следующие мероприятия от ферментации: - pH увеличивают до 10; - засоление раствора (вводятся Na и другие соли); - введение антиферментаторов (фенол, формалин). 6.Как получается водорастворимая форма КМЦ КМЦ - карбоксиметилцеллюлоза[C6H7O2(OH)3]n… Атом водорода замещают предельным углеводородным радикалом (OCH3) или кислотным остатком COOH: [C6H7O2(OH)3-x (OCH3)x]n простой эфир 7.Дать определение характеристик КМЦ: степень замещения и степень полимеризации. СЗ – степень замещения КМЦ от 0 до 300. Показывает сколько атомов водорода в молекуле КМЦ замещены Na-радикалами. СЗ=85-98 СП – степень полимеризации. Показывает, сколько звеньев содержится в молекуле КМЦ. При увеличении СП вязкость ↑, растёт температуростойкость, растёт минерализация, Са++ не более 2 г/л. КМЦ – 250 (350, 500, 600, 700) Ca++ форма КМЦ. [C6Н7O2(OH)3-x (OCH2COOCa)х]n 8.Методы повышения стойкости КМЦ к минерализации и повышенной температуре Для увеличения термостойкости проводятся следующие мероприятия: -вводится хромпик; -жидкое стекло; - сульфат натрия Na2SO3. Лекции №9 классификация промывочных жидкостей, растворы на водной основе: 1.Виды растворов в соответствии с 1,2 и 3 классификационными признаками. |. Растворы на водной основе (РВО) 1.Глинистые растворы – это система, состоящая из непрерывной водной среды, в которой тонко дисперсно в виде дисперсной фазы располагаются глинистые частички от нормальных до осложненных условий. ||. Естественные растворы. Их разновидности: -Глинистые, обработанные химическими реагентами; -Неглинистые:в которые вводят - добавки глинистого сырья (порошка); - добавки стабилизаторов. 3.Солевые растворы 4.Сапропелевые растворы 5.Гидрогельмагниевые растворы 6.Полимерные растворы – делятся на: 1)Полимерно-глинистые (вода + полимер + глина): - малоглинистые полимерные растворы (МГПР) – содержит низкое количество твердой фазы; - полимерные бентонитовые растворы; - растворы с малым содержанием твердой фазы. 2)Безглинистые полимерные: - водно-гипановвые; - водно-акриламидные; - полимерносолевые (ПСР); - растворы с улучшенными фильтрационными свойствами за счет введения в раствор вместе с полимером вещества ХОК - хром-органического комплекса и воды); - полимерноэмульсионные растворы (ПЭР). 2.Условия, в которых применяются глинистые растворы. Глинистые растворы не рекомендуется применять для вскрытия продуктивных залежей (воды, нефти, газа), так как глинистые частицы из раствора попадают в продуктивный пласт (в трещиннопористый коллектор). Попадая в пласт, частицы глины набухают, увеличиваются в объеме. Нефте-, газо-, водоотдача уменьшается. Устойчивость глинистых растворов: а) Седиментационная - устойчивость глинистого раствора от оседания. Если частицы глины не оседают, то система считается седиментационной.Факторы, обусловливающие седиментационную устойчивость: тепловое Броуновское движение; диффузия – процесс самопроизвольного выравнивания концентрации; структурообразование (коагуляция частиц, тиксотропия). б) Агрегативная устойчивость. Обеспечивает противодействие агрегатирования частиц, соединения частиц. Факторы, обусловливающие агрегативную устойчивость: тепловое Броуновское движение; электростатические силы отталкивания; упругость гидратных, сольватных оболочек; коллоидная защита (молекулы органических реагентов); гидрофильная коагуляция. 3.Факторы, обусловливающие седиментационную и агрегативную устойчивости глинистых растворов. Факторы, обусловливающие седиментационную устойчивость: - тепловое Броуновское движение; - диффузия – процесс самопроизвольного выравнивания концентрации; - структурообразование (коагуляция частиц, тиксотропия). Факторы, обусловливающие агрегативную устойчивость: - тепловое Броуновское движение; - электростатические силы отталкивания; - упругость гидратных, сольватных оболочек; - коллоидная защита (молекулы органических реагентов); - гидрофильная коагуляция. 4.Признаки и причины гидрофильной коагуляции глинистых растворов. Причинами гидрофильной коагуляции являются соединение глинистой частицы своими краевыми частями, где толщина гидратного слоя меньше. Признаком является загустевание раствора. Загустевание происходит при наличии молекул воды внутри глинистого раствора. 5.Признаки и причины гидрофобной коагуляции глинистых растворов. Причинами гидрофильной коагуляции являются соединение глинистой частицы своими краевыми частями, где толщина гидратного слоя меньше. Признаком является загустевание раствора. Загустевание происходит при наличии молекул воды внутри глинистого раствора. 6.Состав и условия применения неингибированных глинистых растворов. Глинистый раствор: - пресный слабоминерализованный NaCl (0,5%-1%); - средней минерализации NaCl (1%-3,5%); - минерализованный раствор NaCl до 10% – ингибированные растворы. Не ингибированные – применяют в условиях относительно устойчивых стенок скважин. 7.Виды и назначение химреагентов в составе естественных растворов. Чаще всего применяют в практике бурения скважин следующие виды естественных растворов: а) Карбонатно-глинистые –получаются на основе выбуриваемых карбонатных и глинистых пород СаСО3+ 1% NaCl –для повышения структурных свойств + 3÷ 5% Na2O ∙ nSiO2 – стабильность б) Сульфатно-галогенные растворы:получают при перебуривании: CaSO4 ∙ 2H2O – гипса, CaSO4 – ангидрит, и + хлоридов (NaCl, KCl) Для улучшения структурных свойств добавляют гидратированный бентонит в количестве 2-3%. Затем добавляют: ССБ (Т ↓) для разжижения т.к. много катионов Ca ; КМЦ (Ф30 ↓) для сниения показателя фильтрации. в) Меловые растворы . Мел –это тоже СаСО3 СОСТАВ ТАКИХ РАСТВОРОВ: -глинистая суспензия (2-5%) –для создания структурных свойств; -УЩР (Т ↓; Ф30 ↓) –для разжижения и контроля показателя фильтрации; - ССБ (Т ↓) –для разжижения в условиях присутствия катионов Ca; - КМЦ (Ф30 ↓) для регулирования показателя фильтрации; - Na2O ∙ nSiO2 – для придания раствору ингибирующих свойств. г) Силикатно-гуминовые растворы: получают на основе СГР – силикатно-гуминового реагента, состоящего из жидкого стекла(3-5 массовых долей) и углещелочного реагента(15-20 массовых долей).Применяют такой реагент при бурении в аргиллитах и глинистых сланцах. Солевые растворы: получают при растворении вводе хлорида натрия: H2O + NaCl. Концентрация соли подбирается экспериментально исходя из предельной растворимости её в воде 300-350 г/л. Такие растворы применяют для: - повышения выхода керна в соленосных толщах; - бурения в многолетних мёрзлых породах, когда применение солевых растворов позволяет исключить растепление таких пород и возможные осложнения в виде обвалов, затяжек, прихватов, сальникообразования и др. Сапропелевые растворы: получают на основе сапропеля-донных осадков. Минеральный состав: Органический Активность + NaOH => Na соли, вводимые в состав растворов позволяют получить растворимые в воде органические компоненты. Гидрогельмагниевые растворы. Пятиокислый оксихлорид магния, более устойчивое соединение-это то соединение, в которое преобразуется гидрогель при его использовании в качестве бурового раствора. 8.Способ получения, состав и условия применения гидрогельмагниевых растворов. Это растворы с конденсированной твердой фазой. Такие растворы получают за счет реакции конденсации. Mg(OH)2 –это гидрогель магния, он неустойчив, подвержен влиянию температуры, деформации при течении в скважине и давлению. Пятиокислый оксихлорид магния, более устойчивое соединение-это то соединение, в которое преобразуется гидрогель при его использовании в качестве бурового раствора. Условия применения: перебуривание мощных отложений солей; переслаивание глин и галогенных пород (глинисто-галогенные горные породы) – хемогенно-терригеные отложения, при перебуривании которых происходят осложнения в виде обвалов стенок скважин, прихватов и затяжек инструмента, сальникообразования и др.; продуктивные толщи углеводородов. 9.Свойства акриловых полимеров и их назначение. Полимер на основе нитрилакриловой кислоты имеет линейно-разветвлённую структуру; стойкость к минерализации; стойкость к Mg++, Ca++, Fe+++ невысокая; стойкость к температуре (до 120⁰С, 180⁰С, 220⁰С). Обусловливается наличием углеродной связи в цепи полимеров; снижение показателя фильтрации для минерализованных и минерализованных растворов, содержащих соединения NaCl и Na2SO4. 1)Отношение к дисперсной фазе и среде. Если полимерное вещество более активно взаимодействует с водой, то такое вещество называется загуститель. 2)Отношение к флоккуляции (получение хлопьев (агрегатов) твердых частиц в буровом растворе): а) Полные флоккулянты – это те вещества, которые флоккулируют (агрегатируют) все частицы твердой фазы вне зависимости от их состава. Полные флоккулянты (соли – неорганические соединения): Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3, NaCl, CaCl2 б) Селективные флоккулянты – это те вещества, которые флоккулируют в составе бурового раствора небентонитовы частиц (частицы выбуренной породы). Используются для повышения степени очистки бурового раствора. Модификации ГППА и модификации гипана. в) Флоккулянты двойного действия, которые загущают бентонитовый раствор и флоккулируют небентонитовые частицы. 10.Основные свойства полимерных реагентов. 1)Отношение к дисперсной фазе и среде. Если полимерное вещество более активно взаимодействует с водой, то такое вещество называется загуститель. 2)Отношение к флоккуляции (получение хлопьев (агрегатов) твердых частиц в буровом растворе). 11.Свойства и назначение биополимеров в составе растворов. Сдвиговое разжижение при течении биополимерных растворов. Биополимер БП-1 – получают за счет микробиологического синтеза культуры на основе кормовой мелассы. Назначение: - загущение пресных и минерализованных растворов; - эффективный структурообразователь; - ингибирующее действие по отношению к глинистым буровым растворам; - эффективный флоккулянт твердой фазы в буровых растворах; - не токсичен – можно использовать при бурении в интервалах водоносных горизонтов. Применяется при бурении горизонтальных скважин, при вскрытии продуктивных горизонтов, где недопустимо использование растворов с присутствием глинистой твёрдой фазы, т.к. они уменьшают естественную проницаемость коллекторов. Лекция №10 «Полимерно-глинистые и эмульсионные растворы»: 1.Какие компоненты(сталяющие)входят в состав полимерно-глинистых растворов Это растворы на водной основе с невысоким содержанием твердой фазы. Содержание глины не превышает 2-2,5% объема. Общее содержание твердой фазы с учетом выбуренных глинистых пород может достигать 5-7%. 2.Требования к бентониту для приготовления полимерно-глинистых растворов 1.Выход раствора должен быть не менее 10 м3 из 1 тонны глины; 2.Должен быть предварительно гидратирован; 3.При заметном присутствии поликатионовCa, Mg, Fe необходимо проводить содирование раствора (Na2CO3 – кальциевая сода). 3.Какие выделяют два этапа в получении эмульсионных растворов Процесс получения эмульсии делится на 2 этапа: 1.Эмульгирование 2.Стабилизация 4.Способы получения эмульсионных растворов 1.Механическое перемешивание: глиномешалка; ФСМ – фрезерно-струйные мельницы; коллоидная мельница. 2.Гидравлический способ – основан на создании потоков воды и эмульсола. 3.Ультразвуковой – позволяет создать высокочастотные колебания, приводит к возникновению пустот с последующим их захлопыванием. 5.Назначение ПАВ при получении эмульсионных растворов Для облегчения получения эмульсии используют эмульгаторы. ПАВ: - облегчает процесс эмульгирования за счет снижения поверхностного натяжения на границе раздела «масло-вода»; - стабилизирует получаемые эмульсии. 6.Что означает процесс солюбилизация Солюбилизация – коллоидное растворение в водной эмульсии масла. 7.Назначение воды и негашеной извести (СаО) в составе известково-битумного раствора Для разогрева дизельного топлива и расворения в нем битума вводят воду: СаО + Н2О → Са(ОН)2 + t0↑ (до 900С). Лекция №11: 1. Назовите преимущества бурения с продувкой? Преимущества: 1.Так как отсутствует гидростатичское давление, увеличивается скорость бурения; 2.Более высокая степень очистки забоя; 3.Снижение интенсивности износа ПРИ; 4.Удовлетворительные условия охлаждения ПРИ; 5.Сохранение естественной влажности горных пород и пористости в стенках скважин и кернах. 2. Почему бурение с продувкой воздухом небезопасно при бурении скважин на нефть и газ? При вскрытии продуктивных коллекторов на нефть и газ продувка воздухом может привести к образованию взрывоопасной смеси. 3. К чему приводит увеличение водопритока более чем на 35%? Если водоприток более 35% от массы шлама → в скважине создастся столб жидкости, который компрессор может не преодолеть. Лекция №12 «Газожидкостные смеси (ГЖС)»: 1.Разновидности ГЖС и условия их применения. 1)Аэрозоль Применяются в устойчивых осадочных горных породах, в пустынных и безводных местностях, в слабосцементированных породах, не терпящих контакта с водными растворами. 2)Пена Применяется при бурении в условиях интенсивного поглощения – до 8 ÷ 10 м3/час; при водопритоке до 0,1 ÷ 0,02 м3/час; при бурении многолетне-мёрзлых пород, так как ГЖС является менее теплоёмкой и теплопроводной средой; при бурении валунно-галечных пород; в засушливых и пустынных породах; при вскрытии продуктивных низконапорных коллекторов углеводородов и подземных вод; при капитальном ремонте скважин на углеводородное сырьё, когда пласты малодебитные. 3)Аэрированные жидкости Используются при бурении в условиях высокой проницаемости горных пород с целью уменьшения интенсивности поглощения до 5м3/час. 2.Способы аэрирования буровых растворов. Способы аэрирования: 1.а) Механический – от компрессора б)От трубопровода высокого давления 2.Эжекционный – основан на применении эжекционного устройства. 3.Химический При взаимодействии с химическими реагентами выделяется газообразный компонент – NH4(CO3)2 4. Комбинированный Механический + химический 3.Что означает параметр-объёмное содержание газа в ГЖС Для процесса движения газа и жидкости, каковым в действительности и является их условие существования в трубах, лучше применять параметры – объемное расходное содержание. 4.Что означает параметр-пенообразующая способность ПАВ-пенообразователя. Под пенообразующей способностью понимают объем пены, получающийся при данных условиях (t, концентрация ПАВ, способ пенообразования) из определенного объема раствора. 5.Что означает параметр-кратность пены Кратность пены – это безразмерная величина, равная отношению объема пены к объему раствора, содержащегося в пене. 6.Что означает параметр-степень аэрации и её численные значения для ГЖС и аэрированных жидкостей. Экспериментальными исследованиями установлено, что с изменением степени аэрации раствора возможно кратное увеличение значения реологических параметров. 7.С какой целью необходимо разрушать ГЖС, выходящую из скважины? Получение пен с максимальной стабильностью ограничивается тем обстоятельством, что выходящая из скважины пена должна эффективно разрушаться для извлечения из ее состава частиц бурового шлама и повторного использования по замкнутому циклу с целью исключения загрязнения окружающей природной среды. Кроме того, при остановке циркуляции более стабильная пена не дает оседать на забой частицам бурового шлама, предотвращая осложнения в скважине. 8. В каких устройствах получается ГЖС при бурении неглубоких (до 250 м) и глубоких скважин (3000 м)? Схема при бурении неглубоких скважин будет выглядеть так:  Схема при бурении глубоких скважин так:  |