Использование растворов при бурении скважин. Эмульсионных, аэрационных и буровых жидкостей, используемых для промывки стволов скважин во время буровых работ
 Скачать 18.08 Kb.
|
|
Буровой раствор - это сложная система эмульсионных, аэрационных и буровых жидкостей, используемых для промывки стволов скважин во время буровых работ. Циркулируя внутри ствола скважины, раствор очищает стенки пластов, вымывает обломки выбуренной породы, вынося их на поверхность, стимулирует разрушение пластов инструментом и позволяет качественно пробивать пласты и решать многие другие задачи. Как правило, бурение ведется составами на основе воды и углеводородных частиц (битумно-известняковый раствор, эмульсии инвертного типа). Бурение в хемогенных коллекторах обычно проводится с использованием растворов на основе солевых глинистых элементов, гидрогелей, при опасности оползней используются ингибиторные растворы, а при высоких температурах - растворы на основе термостойкой глины. Если разработка ведется в пластах с высокими значениями давления, следует использовать утяжеленные буровые растворы. Свойства бурового раствора Производительность скважины при использовании бурового раствора зависит от его качества. Особенно важны такие свойства, как плотность, водоотдача, вязкость и напряжение сдвига. Плотность измеряется с помощью ареометра и колеблется в пределах 1000-2500 кг на кубический метр. Вязкость определяется временем, которое требуется для вытекания раствора из классической воронки в заданный объем. Существует также эффективная вязкость, которая измеряется вискозиметром и показывает зависимость между общим напряжением потока и градиентом скорости. Что касается напряжения сдвига, то оно также измеряется вискозиметром; стандартное значение колеблется от 0 до 20 Па. Для измерения эффективности использования воды необходимо знать объем фильтрата, который выходит через очистное оборудование при перепаде давления 100 кПа или более за полчаса. Для обеспечения максимальной эффективности бурения свойства буровых растворов контролируются путем добавления специальных реагентов и материалов для улучшения их качества. Так, при необходимости снижения производительности буровой раствор может быть обработан реагентами на щелочной основе, спиртосульфитной композицией, целлюлозными добавками, модифицированным крахмалом. Состав бурового раствора Приготовление буровых растворов требует использования тонкодисперсных глинистых веществ с высокой степенью пластичности и низким процентом песчаных частиц: они способны создавать вязкую суспензию при контакте с водой, что не приведет к образованию шлама в течение длительного периода времени. Наилучшими свойствами обладают разновидности глинопорошков на основе щелочных составов, из них получаются растворы с низким показателем плотности. При приготовлении бурового раствора важно следить за тем, чтобы в него не попадали вредные примеси, такие как гипс, частицы известняка или соли, которые могут растворяться в воде. Согласно спецификации, основным показателем качества сырья в виде порошка или глины является выход раствора, то есть количество кубических метров нужной вязкости, полученное из одной тонны сырья. Другие параметры, такие как плотность и содержание песка, также считаются важными. Назначение буровых растворов Приготовление буровых растворов преследует ряд важных целей: Охлаждение и смазка поверхностей долот. Поскольку эти машины работают с большим трением, основное назначение жидкости - смазка и снижение температуры, что повышает износостойкость оборудования. Очистка забоя. Большинство типов жидкостей могут эффективно удалять обломки режущего инструмента из ствола скважины, а также выводить их на поверхность. Качество и степень чистоты определяются физико-химическими свойствами составов, а также геологическими особенностями, поэтому при подготовке необходимо учитывать состав пород в источнике. Создание очистного слоя на стенках скважины. Образованная корка имеет низкую проницаемость, поэтому она обеспечивает устойчивость песков в верхней части разреза и отделяет скважину от проницаемых слоев. Предотвращение инцидентов, связанных с проявлением нефти, газа и воды. Защита от обрушения стенок, которое может произойти при наличии в породе неустойчивой глины. Другая цель - обеспечение высокого качества вскрытия горизонта: большинство типов современных буровых растворов предотвращают загрязнение во время бурения и не допускают полного закупоривания, что сильно затрудняет разработку. Снижение затрат на установку колонны. Получение данных для анализа в разведочных скважинах является одной из вспомогательных целей решения; предметом исследования являются выделяемые частицы грязи и породы. Повышение коррозионной стойкости труб и оборудования. Последняя цель - обеспечение безопасности процесса разработки и минимизация ущерба для окружающей среды и экологии местности. Виды и классы буровых растворов Современная классификация включает следующие виды промывочных жидкостей: Водные растворы. В эту категорию входят неглинистые составы (техническая вода, растворы, суспензии и продукты на основе полимеров), глинистые вещества (пресная вода, минеральная вода, гипсовые, глинистые и хлорные растворы). Растворы на основе неводных веществ: углеводородные составы, нефтепродукты с минимальным содержанием газа. Аэрированные жидкости, пены. Газообразные реагенты. Приготовление буровых растворов Если в скважине имеются отложения коллоидной глины, то при бурении скважины там образуется промывочная жидкость. Когда вода попадает в скважину, она диспергирует глинистый состав, частицы которого извлекаются инструментом, и образуется глинистый раствор; его качество зависит от объема воды и может быть улучшено путем добавления химикатов. Этот метод является наименее затратным с точки зрения денег и труда. Раствор также можно приготовить в мешалках, где глину соединяют с водой и энергично перемешивают. Если необходимо улучшить свойства, добавляют реагенты (которые могут увеличить или уменьшить плотность, вязкость и другие свойства). После приготовления проводится очистка жидкости, для чего в стволе формируется специальный желоб с перегородками: по нему жидкость проводится до устья и фильтруется от примесей. |