Растворы на углеводородной основе реферат

Обновлено: 06.07.2024

Вскрытие продуктивных пластов является важнейшим этапом строительства нефтегазовых скважин от которой зависит ее дебит.

Очевидно, что буровые растворы для вскрытия продуктивных пластов должны оказывать минимальное отрицательное воздействие на продуктивный пласт, иметь высокую взвешивающую и несущую способность для предотвращения накопления шлама в скважине, обладать повышенными смазочными свойствами.

Буровые растворы на водной основе, применяемые для проходки основного ствола скважины, не удовлетворяют указанным требованиям. При контакте таких растворов с углеводородными пластовыми флюидами и содержащей их пористой средой происходит необратимое снижение естественной проницаемости призабойной зоны скважины. Данное обстоятельство влечет за собой уменьшение, нередко кратное, фактической продуктивности скважины в сравнении с ее потенциальной продуктивностью и увеличение сроков освоения скважин. Кроме того, буровые растворы на водной основе вызывают коррозию промыслового оборудования, повышают его абразивный износ и развивают нежелательные микробиологические процессы.

Требованиям, обеспечивающим высокое качество вскрытия продуктивных пластов, удовлетворяют растворы на углеводородной основе (РУО). Использование РУО позволяет практически полностью исключить снижение нефтепроницаемости призабойной зоны скважины. Несущей средой этих растворов является углеводородная, по физико-химическим свойствам родственная углеводородному флюиду, насыщающему продуктивный пласт, и, следовательно, не образующая при их взаимодействии малоподвижных смесей, блокирующих поровое пространство призабойной зоны скважины.

Помимо качественного вскрытия продуктивных пластов РУО с успехом могут использоваться в разведочном бурении для отбора керна с сохранением его естественной водонасыщенности и проницаемости, а также при бурении скважин в осложненных условиях и для подземного (капитального) ремонта нефтяных и газовых скважин.

Однако этот материал очень дорог и не нашел применения в отечественном производстве. Качественный скачок произошел, когда впервые были разработаны и применены инвертные эмульсионные буровые растворы (ИЭР). В их состав входили дисперсионная среда (дизтопливо или нефть), дисперсная фаза (минерализованная вода), эмульгатор и, в качестве структурообразователя, окисленный петролатум. Однако и этот РУО имел существенные недостатки: низкую термостойкость (до 90°С), невысокие структурообразующие свойства.

Качественный скачок произошёл при внедрении органобентонита.

Кроме того, предлагаемые растворы имеют малокомпонентный состав, что, соответственно, также снижает их стоимость. Раствор быстро готовится в условиях буровой, легко прокачивается и очищается от выбуренной породы. Реологические параметры раствора хорошо регулируются в процессе бурения скважины. Применение органобентонита в составе РУО, кроме структурообразующих свойств, обеспечивает раствору необходимую вязкость, высокую термостойкость и электростабильность, неограниченную солестойкость, большую глиноемкость, устойчивость к С02 и H2S, полную коррозионную устойчивость, возможность утяжеления раствора до удельного веса 2,2 г/см , высокие смазочные свойства. Состав раствора уточняешься лабораторной проверкой на конкретных материалах и для конкретных горно-геологических условий. Плотность неутяжеленного раствора зависит от плотности водной фазы и соотношения водной фазы с углеводородной и может изменяться в пределах от 0,95 до 1,15 г/см3.

Исходная плотность раствора выбирается заранее и регулируется минерализацией водной фазы при необходимости утяжелителями (солями, мелом, баритом и т.д.), а также с помощью дизельного топлива. В случае значительного утяжеления РУО с помощью модифицированного барита последний обрабатывают гидрофобизатором, например имидазолинами. При использовании немодифицированного барита гидрофобизатор не требуется.

Вязкость РУО регулируется соотношением фаз и при необходимости количеством органобентонита. Увеличение вязкости достигается добавлением водной фазы, снижение вязкости — добавлением дизтоплива.

Структурообразующие свойства и термостойкость обеспечиваются наличием в составе раствора органобентонита. РУО с применением органобентонита могут работать при температурах до 200°С и выше.

Электростабильность, термодинамическая устойчивость всей системы РУО и низкий уровень фильтрации (причем, обязательным условием является отсутствие водной фазы в фильтрате) обеспечиваются эмульгатором и органобентонитом. Солестойкость РУО практически не ограничена по любым солям и их смесям.

Глиноемкость РУО достигает 20%, что обеспечивается наличием в составе раствора органобентонита и эмульгатора. Устойчивость к H2S достигается добавкой ЖС7. Устойчивость РУО к С02 практически не ограничена.

Смазочные свойства РУО очень высокие, что обусловлено компонентным составом раствора.

Коррозионная устойчивость РУО полная, в т.ч. и в отношении алюминиевых труб, что также обусловлено компонентным составом РУО. Возможно многократное повторное использование РУО при условии его удовлетворительной очистки. Минерализация водной фазы достигается с помощью СаС12 (до плотности 1,39 г/см3> или с помощью NaCI (вплоть до насыщения водной фазы раствора) или с помощью смеси этих или других солей. При требовании очень высокой плотности водной фазы (-1,96 г/см ) она может быть достигнута с помощью ZnCI2.

В промысловых условиях раствор готовят на серийном оборудовании для приготовления обычных буровых растворов непосредственно на буровых или в централизованных растворных узлах приготовлений. Однако специфические особенности РУО требуют специальной подготовки бурового оборудования, направленной, главным образом, на предохранение раствора от попадания инородных веществ, предотвращения его потерь и загрязнения окружающей среды, создания благоприятных условий работы буровой бригады. Замене бурового раствора на водной основе в скважине на РУО должна предшествовать тщательная подготовка ствола скважины, заключающаяся в разрушении застойных зон, удалении адгезионной корки раствора со стенок обсадных колонн и снижения в допустимых пределах вязкости и статического напряжения сдвига вытесняемого раствора.

Замена раствора в скважине должна производиться непрерывной закачкой с обязательным использованием буферной жидкости. Состав буферной жидкости подбирается с учетом свойств вытесняемого раствора и закачиваемого, при этом буферная жидкость не должна вызывать ухудшения реологических свойств раствора. В качестве буферной жидкости может быть использован 0,5%-ный раствор эмульгатора в дизельном топливе. Оптимальной является замена глинистого раствора на воду с последующим переходом на РУО. Очистка раствора от выбуренной породы производится вибрационными ситами с мелкоячеистыми сетками (0,16—0,25 мм).

В 2001 г. была проведена адаптация бурового раствора РУО на нескольких опытных скважинах различных месторождений Западной и Восточной Сибири, которая на практике доказала его высокую эффективность, технологичность и экологическую безопасность.

Безусловно, одним из принципиальных моментов применения РУО являются вопросы, связанные с их утилизацией.

После окончания процесса бурения и регенерации РУО может длительное время храниться или использоваться следующим образом:

повторно на других скважинах;
в качестве жидкости для консервации скважин (изоляции меж- и заколонного пространства скважин>;
в качестве пакерной жидкости;
для обработки и приготовлениябуровых растворов на водной основе в качестве эффективной смазывающей и антикоррозионной добавки;
в капитальном ремонте скважин в качестве жидкости глушения, для, обработки призабойной зоны продуктивных пластов, для перфорации скважин, гидроразрыва пластов, приготовления эмульсий при кислотной обработке карбонатных коллекторов.

Кроме того, возможно разложение РУО на компоненты с помощью специальных доступных промышленных деэмульгаторов отечественного производства с последующим повторным использованием выделенной из отработанного РУО углеводородной среды. Подобные деэмульгаторы используются в настоящее время при очистке добытой нефти от воды.

Существует еще один эффективный способ использования отработанного РУО. После тщательной очистки и его доработки (добавления в определенных пропорциях дизельного топлива) РУО может использоваться в котельных как экологически чистое топливо. Дело в том, что эмульсия дизельного топлива с водой (при содержании воды до 10-20%) обеспечивает наиболее полное сгорание дизельного топлива, т.к. при этом образуется множество микроскопических частиц воды, окруженных оболочкой из дизельного топлива, благодаря чему существенно повышается поверхность сгорания. Полнота сгорания приводит к резкому сокращению вредных выбросов в атмосферу, экономии дизельного топлива, за счет уменьшения выброса несгоревших частиц топлива в окружающую среду и за счет значительного разбавления его водой.

Безусловно, стоимость РУО превышает стоимость обычного бурового глинистого раствора, но первоначальные затраты с лихвой окупаются, т.к. возможно многократное повторное использование РУО. Кроме того, при использовании РУО значительно увеличивается дебит скважин за счет сохранения естественной проницаемости коллектора, уменьшается время на освоение скважин по сравнению с другими видами буровых растворов и практически отсутствуют осложнения при бурении скважин, затяжки и прихваты бурового инструмента. Опыт использования буровых растворов на углеводородной основе с применением органобентонита показал, что существует еще целый ряд дополнительных факторов, повышающих экономико-технологические показатели строительства скважин. Такие, например, как повышение устойчивости стенок скважины, обуславливающей сокращение времени на проработку ствола скважины в 2-4 раза, улучшение качества керна. Все сказанное свидетельствует о высокой эффективности РУО при бурении скважин в различных геолого-технических условиях, как при эксплуатационном, так и разведочном бурении. Бурение разведочных скважин на РУО способствует открытию нефтяных залежей и получению притоков нефти на объектах, ранее считавшихся непродуктивными.

Содержание

Введение 2
Виды буровых растворов 3
2. Оборудование для приготовления и очистки буровых растворов 7
3. Способы приготовления дисперсных систем 12
4. Влияние свойств бурового раствора 15
Заключение 17
Список использованной литературы

Работа содержит 1 файл

буровые растворы. Рена.doc

2. Оборудование для приготовления и очистки буровых растворов 7

3. Способы приготовления дисперсных систем 12

4. Влияние свойств бурового раствора 15

Список использованной литературы 18

Процессы очистки, приготовления буровых промывочных жидкостей (буровых растворов) занимают важное место среди других процессов строительства и ремонта глубоких скважин. Современная буровая установка немыслима без эффективной системы удаления выбуренной породы и газа из промывочной жидкости. Длительное и многократное воздействие на буровой раствор высоких температур, сдвиговых напряжений, пластовых флюидов требуют не только глубокой очистки раствора от механических примесей, но и непрерывной обработки раствора соответствующими материалами и реагентами, что в свою очередь предполагает оснащение наземной части бурового комплекса соответствующими техническими средствами. Углубление требований к качеству строительства скважин, связанное с истощением месторождений, ужесточение природоохранного законодательства, выход в нефтедобывающие районы со сложными климатическими и геолого-техническими условиями существенно повысили в последние годы уровень требований к технике и технологии очистки и приготовления буровых растворов. Поддержание свойств бурового раствора в заданных пределах особенно важно при вскрытии продуктивных пластов. Огромные затраты, понесенные при сооружении скважины, могут оказаться напрасными, если при вскрытии продуктивного пласта не была приготовлена промывочная жидкость с требуемыми свойствами и не было уделено достаточно внимания работе средств очистки. Трудно переоценить роль средств очистки в обеспечении экологической безопасности процесса бурения. Именно средства очистки и эффективная технология химической обработки раствора обеспечивают минимизацию объемов жидких отходов бурения, позволяют перейти к прогрессивной безамбарной технологии строительства нефтяных и газовых скважин.

При вращательном бурении нефтяных и газовых скважин в качестве промывочных жидкостей используются:

агенты на водной основе (техническая вода, естественные буровые растворы, глинистые и неглинистые растворы);
агенты на углеводородной основе;
агенты на основе эмульсий;
газообразные и аэрированные агенты.

Техническая вода - наиболее доступная и дешевая промывочная жидкость. Имея малую вязкость, она легко прокачивается, хорошо удаляет шлам с забоя скважины и лучше, чем другие жидкости, охлаждает долото. Однако она плохо удерживает частицы выбуренной породы (особенно при прекращении циркуляции), не образует упрочняющей корки на стенке скважины, хорошо поглощается низконапорными пластами, вызывает набухание глинистых пород, ухудшает проницаемость коллекторов нефти и газа.

Естественным буровым раствором называют водную суспензию, образующуюся в скважине в результате диспергирования шлама горных пород, разбуриваемых на воде.

Основное достоинство применения естественных буровых растворов состоит в значительном сокращении потребности в привозных материалах на их приготовление и обработку, что ведет к удешевлению растворов. Однако их качество и свойства зависят от минералогического состава и природы разбуриваемых глин, способа и режима бурения, типа породоразрушающего инструмента. Нередко в них велико содержание абразивных частиц. Поэтому естественные буровые растворы применяют в тех случаях, когда по геолого-стратиграфическим условиям не требуется промывочная жидкость высокого качества.

Глинистые буровые растворы получили наибольшее распространение при бурении скважин. Для бурового дела наибольший интерес представляют три группы глинистых минералов: бентонитовые (монтмориллонит, бейделлит, нонтроиит, сапонит и др.), каолиновые (каолинит, галлуазит, накрит и др.) и гидрослюдистые (иллит, бравиазит и др.). Наилучшими качествами с точки зрения приготовления бурового раствора обладают монтмориллонит и другие бентонитовые минералы. Так, из 1 тонны бентонитовой глины можно получить около 15 м 3 высококачественного глинистого раствора, тогда как из глины среднего качества - 4. 8 м 3 , а из низкосортных глин - менее 3 м 3 .

Глинистые растворы глинизируют стенки скважины, образуя тонкую плотную корку, которая препятствует проникновению фильтрата в пласты. Их плотность и вязкость таковы, что растворы удерживают шлам разбуренной породы даже в покое, предотвращая его оседание на забой при перерывах в промывке. Утяжеленные глинистые растворы, создавая большое противодавление на пласты, предупреждают проникновение пластовых вод, нефти и газа в скважину и открытое фонтанирование при бурении. Однако по этим же причинам затруднено отделение частиц породы в циркуляционной системе бурового раствора.

Применяются также другие буровые растворы на водной основе: малоглинистые (для бурения верхней толщи выветрелых и трещиноватых горных пород), соленасыщенные (при бурении в мощных толщах соленосных пород), ингибированные (обработанные химреагентами для предупреждения набухания разбуриваемых пород и чрезмерного обогащения раствора твердой фазой) и т.д.

К неглинистым относятся буровые растворы, приготовленные без использования глины. Безглинистый буровой раствор с конденсированной твердой фазой готовится на водной основе. Дисперсная фаза в нем получается химическим путем, в результате взаимодействия находящихся в растворе ионов магния с щелочью NaОН или Са(ОН)₂. Химическая реакция приводит к образованию в растворе микроскопических частиц гидрооксида магния М§(ОН)₂. Раствор приобретает гелеобразную консистенцию и после химической обработки превращается в седиментационно устойчивую систему. Такой раствор сохраняет свои структурно-механические свойства при любой минерализации. Поэтому его применяют в случаях, когда требуется обеспечить высокую устойчивость стенок скважины, но обеспечить контроль и регулирование минерализации раствора сложно.

Другим типом неглинистых буровых растворов являются биополимерные растворы. Биополимеры получают при воздействии некоторых штаммов бактерий на полисахариды. Свойства биополимерных растворов регулируются так же легко, как свойства лучших буровых растворов из бентонитовых глин. Вместе с тем, некоторые из них оказывают флокулирующее воздействие на шлам выбуренных пород, предупреждая таким образом образование суспензии. Кроме того, растворы биополимеров термоустойчивы. Сдерживает их применение относительно высокая стоимость.

Буровые растворы на углеводородной основе представляют собой многокомпонентную систему, в которой дисперсионной (несущей) средой является нефть или жидкие нефтепродукты (обычно дизельное топливо), а дисперсной (взвешенной) фазой - окисленный битум, асфальт или специально обработанная глина (гидрофобизированный бентонит).

Буровые растворы на углеводородной основе не оказывают отрицательного влияния на свойства коллекторов нефти и газа, обладают смазывающей способностью: при их использовании уменьшается расход мощности на холостое вращение бурильной колонны в стволе скважины и снижается износ бурильных труб и долот. Однако стоимость приготовления таких буровых растворов довольно высока, они пожароопасны, трудно удаляются с инструмента и оборудования.

Применяют буровые растворы на углеводородной основе для повышения эффективности бурения в породах-коллекторах и сохранения их нефтегазоотдачи на исходном уровне, а также для проводки скважин в сложных условиях при разбуривании мощных пачек набухающих глин и растворимых солей.

Эмульсионные буровые растворы используются при бурении в глинистых отложениях и солевых толщах. Они обладают хорошими смазочными свойствами и способствуют предупреждению прихвата инструмента в скважине.

Сущность бурения с продувкой газом заключается в том, что для очистки забоя, выноса выбуренной породы на дневную поверхность, а также для охлаждения долота используют сжатый воздух, естественный газ или выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Применение газообразных агентов позволяет получить большой экономический эффект: увеличивается механическая скорость (в 10. 12 раз) и проходка на долото (в 10 раз и более). Благодаря высоким скоростям восходящего потока в затрубном пространстве, ускоряется вынос выбуренных частиц породы. Использование газообразных агентов облегчает проведение гидрогеологических наблюдений в скважинах. Кроме того, увеличивается коэффициент нефтегазоотдачи пласта.

Аэрированные буровые растворы представляют собой смеси пузырьков воздуха с промывочными жидкостями (водой, нефтеэмульсиями и др.) в соотношении до 30:1. Для повышения стабильности аэрированных растворов в их состав вводят реагенты - поверхностно-активные вещества и пенообразователи.

Аэрированные буровые растворы обладают теми же свойствами, что и жидкости, из которых они приготовлены (для глинистых растворов - образуют глинистую корку, обладают вязкостью и напряжением сдвига, сохраняют естественную проницаемость призабойной зоны пласта при его вскрытии). Вместе с тем, большим преимуществом аэрированных жидкостей является возможность их применения в осложненных условиях бурения, при катастрофических поглощениях промывочных жидкостей, вскрытии продуктивных пластов с низким давлением.

2. Оборудование для приготовления и очистки буровых растворов

Приготовление, утяжеление и обработка буровых растворов, а также их очистка от выбуренной породы — важный процесс при бурении скважины. От качества бурового раствора в значительной мере зависит успех проводки скважины.

Приготовление буровых растворов может осуществляться в механических мешалках и гидравлических смесителях.

В настоящее время в отечественной практике для приготовления буровых растворов широко применяются порошкообразные материалы. Для приготовления буровых растворов из этих материалов используют следующее оборудование: блок приготовления раствора (БПР), выносной гидроэжекторный смеситель, гидравлический диспергатор, емкости ЦС, механические и гидравлические перемешиватели, поршневой насос.

При обработке глинистых растворов химическими реагентами, особенно содержащими щелочи и кислоты, рабочие должны работать в резиновых перчатках, очках, фартуках и сапогах, чтобы брызги щелочи и кислоты не повредили лицо, руки и одежду.

В механических глиномешалках можно приготовить растворы из сырых глин, глинобрикетов и глинопорошков.

Более эффективны, чем глиномешалки, фрезерно-струйные мельницы ФСМ-3 и ФСМ-7.

Фрезерно-струйная мельница может быть использована не только для приготовления растворов, но и для утяжеления бурового раствора, а также для добавки в него глины и глино-порошка. В этом случае в ФСМ вместо воды подается буровой раствор. Техническая характеристика ФСМ приведена ниже.

Очистка промывочной жидкости от обломков выбуренной породы (шлама). Буровой раствор, выходящий на поверхность из скважины, может быть вновь использован, но для этого он должен быть очищен от обломков выбуренной породы (шлама).

Поступающие в буровой раствор частицы выбуренной породы оказывают вредное влияние на его основные технологические свойства. Кроме того, наличие в растворе абразивных частиц существенно снижает показатели работы долот, гидравлических забойных двигателей, буровых насосов и другого оборудования. В связи с этим очистке буровых растворов должно уделяться особое внимание.

Для очистки бурового раствора от шлама используется комплекс различных механических устройств: вибрационные сита, гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители), сепараторы, центрифуги. В составе циркуляционной системы все эти механические устройства должны устанавливаться в строгой последовательности. При этом схема прохождения бурового раствора должна соответствовать следующей технологической цепочке: скважина — газовый сепаратор — блок грубой очистки от шлама (вибросита) дегазатор — блок тонкой очистки от шлама (песко- и илоотделители, сепаратор) — блок регулирования содержания и состава твердой фазы (центрифуга, гидроциклонный глиноотделитель) — буровые насосы — скважина.

Аэрированные буровые растворы представляют собой смеси пузырьков воздуха с промывочными жидкостями (водой, нефтеэмуль-сиями и др.) в соотношении до 30:1. Для повышения стабильности аэрированных растворов в их состав вводят реагенты - поверхностно-активные вещества и пенообразователи.

Основными параметрами буровых растворов являются плотность, вязкость, показатель фильтрации, статическое напряжение сдвига, стабильность, суточный отстой, содержание песка, водородный показатель.

Плотность промывочных жидкостей может быть различной: у растворов на нефтяной основе она составляет 890. 980 кг/м ! , у малоглинистых растворов - 1050. 1060 кг/м', у утяжеленных буровых растворов - до 2200 кг/м 3 и более.

Выбор бурового раствора должен обеспечить превышение гидростатического давления столба в скважине глубиной до 1200 м над пластовым на 10. 15 %, а для скважин глубже 1200 м - на 5. 10 %.

Вязкость характеризует свойство раствора оказывать сопротивление его движению.

Показатель фильтрации - способность раствора при определенных условиях отдавать воду пористым породам. Чем больше в растворе свободной воды и чем меньше глинистых частиц, тем большее количество воды проникает в пласт.

Статическое напряжение сдвига характеризует усилие, которое требуется приложить, чтобы вывести раствор из состояния покоя.

Стабильность характеризует способность раствора удерживать частицы во взвешенном состоянии. Она определяется величиной разности плотностей нижней и верхней половин объема одной пробы после отстоя в течении 24 ч. Для обычных растворов ее величина должна быть не более 0,02 г/см 3 , а для утяжеленных - 0,06 г/см :! .

Суточный отстой - количество воды, выделяющееся за сутки из раствора при его неподвижном хранении. Для высокостабильных растворов величина суточного отстоя должна быть равна нулю.

Содержание песка - параметр, характеризующий содержание в растворе частиц (породы, не разведенных комочков глины), не способных растворяться в воде. Его измеряют по величине осадка, выпадающего из бурового раствора, разбавленного водой, после интенсивного взбалтывания. В хорошем растворе содержание песка не должно превышать 1 %.

Величина водородного показателя рН характеризует щелочность бурового раствора. При рН > 7 раствор щелочной, при рН = 7 -нейтральный, при рН Химическая обработка буровых растворов

Химическая обработка бурового раствора заключается во введении в него определенных химических веществ с целью улучшения свойств без существенного изменения плотности.

В результате химической обработки достигаются следующие положительные результаты:

- повышение стабильности бурового раствора;

- снижение его способности к фильтрации, уменьшение толщины и липкости корки на стенке скважины;

- придание ему специальных свойств (термостойкости, со-лестойкости и др.).

В глинистые буровые растворы вводят также смазочные добавки и пеногасители. Благодаря смазывающим добавкам улучшаются условия работы бурильной колонны и породоразрушающего инструмента в скважине. Пеногасители препятствуют образованию пены при выделении из промывочной жидкости газовой фазы.

Приготовление и очистка буровых растворов

Приготовление бурового раствора - это получение промывочной жидкости с необходимыми свойствами в результате переработки исходных материалов и взаимодействия компонентов.

Организация работ и технология приготовления бурового раствора зависят от его рецептуры, состояния исходных материалов и технического оснащения. Рассмотрим их на примере приготовления глинистого раствора.

Такой раствор приготовляют либо централизованно на гли-нозаводе, либо непосредственно на буровой. Централизованное обеспечение буровым раствором целесообразно при длительном раз-буривании крупных месторождений и близком расположении буровых, когда для проводки скважин требуются растворы с одинаковыми или близкими параметрами. В этом случае более полно и экономично используются исходные материалы, требуются меньшие энергетические затраты по сравнению с приготовлением раствора на буровых, ниже себестоимость раствора, персонал буровой освобождается от тяжелой и трудоемкой работы.

Наиболее экономично централизованное приготовление бурового раствора гидромониторным способом непосредственно в глинокарьере, расположенном вблизи от большой группы буровых. Если таких условий нет, то глинозавод размещают в центре разбуриваемой площади, а комовую глину доставляют с карьера автомобильным, железнодорожным или водным транспортом. На гли-нозаводах в гидромешалках объемом 20. 60 м :! приготовляют 400. 1000 м 3 глинистого раствора в сутки. Доставляют его на буровые по трубопроводу, в автоцистернах или на специальных судах.

При большой разбросанности буровых, сложности доставки готового раствора на них (болотистая или сильнопересеченная местность, зимние условия и т.д.), потребности в растворах с различными параметрами целесообразно готовить глинистые растворы непосредственно на буровой. Для этого в настоящее время буровые оснащают блоком приготовления бурового раствора из порошкообразных материалов.

Глинопорошки готовят на специальных заводах из качественных глин путем их сушки и последующего помола в шаровых мельницах. При этом влажность комовых глин не снижают ниже 6 %, а также не допускают спекания глинистых частиц. Заводы глинопорошков строят на месторождениях высококачественных глин или непосредственно в местах потребления.

Блок приготовления бурового раствора из порошкообразных материалов состоит из двух бункеров общим объемом 42 м : ', системы подачи глиногюрошка и гидравлического смесителя (рис. 6.25). При подаче воды с большой скоростью через патрубок 10 в смесительной камере 2 создается разряжение и в нее из воронки 1 гидросмесителя поступает глинопорошок. Образовавшаяся смесь поступает в емкость 6, откуда направляется в запасные или приемные емкости для окончательной доводки раствора. Производительность гидросмесителей достигает 80 м ! раствора в час.

Готовый буровой раствор через напорный рукав, присоединенный к неподвижной части вертлюга, закачивается в бурильную колонну буровыми насосами. Пройдя по бурильным трубам вниз, он с большой скоростью проходит через отверстия в долоте к забою скважины, захватывает частички породы, а затем поднимается между стенками скважины и бурильными трубами. Отказываться от его повторного использования экономически нецелесообразно, а использовать без очистки вновь нельзя, т.к. в противном случае происходит интенсивный абразивный износ оборудования и бурильного инструмента, снижается удерживающая способность бурового раствора, уменьшаются возможности выноса новых крупных обломков породы.

Через систему очистки необходимо пропускать и вновь приготовленные глинистые растворы, т.к. в них могут быть комочки нераспустившейся глины, непрореагировавших химических реагентов и других материалов.

Очистка промывочной жидкости осуществляется как за счет естественного выпадания частиц породы в желобах и емкостях, так и принудительно в механических устройствах (виброситах, гидроциклонах и т.п.). Использованный буровой раствор (рис. 6.14) из устья скважины 1 через систему желобов 2 поступает на расположенную наклонно и вибрирующую сетку вибросита 3. При этом жидкая часть раствора свободно проходит через ячейки сетки, а частицы шлама удерживаются на стенке и под воздействием вибрации скатываются под уклон. Для дальнейшей очистки буровой раствор с помощью шламового насоса 7 прокачивается через гидроциклоны 4, в которых удается отделить частицы породы размером до 10. 20 мкм. Окончательная очистка раствора от мельчайших взвешенных частиц породы производится в емкости 6 с помощью химических реагентов, под действием которых очень мелкие частицы как бы слипаются, после чего выпадают в осадок.

Рис. 6.25 Гидравлический смеситель МГ:

1 - конический бункер (воронка); 2 - смесительная камера; 3 - люк; 4 – крышка емкости; 5 - сливной патрубок; 6 - емкость; 7 - сварная рама (сани); 8 – отбойник (башмак); 9 - штуцер; 10 - патрубок для подвода жидкости

Очищенный буровой раствор насосом 9 по нагнетательному трубопроводу 10 вновь подается в скважину. По мере необходимости в систему вводится дополнительное количество свежеприготовленного раствора из блока 5.

Растворы на углеводородной основе
Эти растворы применяются для сохранения коллекторских свойств продуктивных коллекторов и предупреждения осложнений при бурении в неустойчивых разрезах.
Инвертные эмульсии- растворы специального назначения. Они предназначены для вскрытия и освоения продуктивных пластов и бурениясоляных отложений с пропластками калийно-магниевых солей.
Степень гидратации глин зависит от активности водной фазы, которую регулируют уровнем минерализации водной фазы в растворе.
Инвертные эмульсии отличаются высокой стабильностью свойств. Они устойчивы про большом количестве выбуренной породы.
Известково-битумный раствор (безводный РУО), дисперсионной средойкоторого служит дизельное топливо или нефть, а дисперсной фазой- высокоокисленный битум, гидроксид кальция, барит и небольшое количество эмульгированной воды. Применяется при разбуривании легко набухающих, склонных к обвалом глинистых пород , при проходке соленосных отложений, представленных высокорастворимыми солями (преимущественно поливалентных металлов), а также привскрытии продуктивных пластов с низкими коллекторскими свойствами.
Благодаря хорошим смазочным свойствам такой раствор повышает стойкость долот. Раствор обладает высокой термостойкостью (200-220°С). Разработан в РГУ НГ им. И.М.Губкина. Содержание компонентов в 1м³ раствора различной степени утяжеления приведено в табл. 7.21
Учитывая непостоянствосостава и свойств большинства исходных материалов, используемых для приготовления раствора, указанный в табл. 7.21. компонентный состав в каждом конкретном случае уточняют в лаборатории. При этом оптимальное соотношение извести и битума должно варьировать от 1:1 до 2:1.
Для раствора характерны нулевая или близкая к ней фильтрация и содержание воды,не превышающее 2-3 %.
Необходимое условие приготовления раствора- возможность тщательного и интенсивного перемешивания исходных компонентов для равномерного распределения их в растворе, гидрофобизации твердой и эмульгирования водной фаз. Поэтому основное внимание уделяют равномерности ввода исходных компонентов, перемешиванию и нагреванию.Эмульсионный известково-битумный раствор (инвертный РУО)- инвертный эмульсионный раствор на основе известково-битумного раствора, содержащий в качестве дисперсной фазы
Таблица 7.21.
Состав РУО, кг на 1м³ раствора ( по А.И.Булатову, А.Г.Аветисову)
Компоненты Плотность, РУО, г/мс ³
1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,71,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3
Дизельное топливо марки, ДЛ 563 546 529 512 495 478 461 444 427 410 393 376
Битум с температурой размягчения 120-155°С 155 145 135 125 115 105 95 85 75 65 55 45
Известь негашеная (СаО) 310 290 270 250 230 210 190 170 150 130 110 90
Водаⁱ 60 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 16
Сульфонол, НП-3 или НП-1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 23
Барит с влажностью менее 2 % 100 250 400 550 700 850 1000 1150 1300 1450 1600 1750
Масса воды приведена из расчета 60%-ной активации извести.
минерализованную воду и твердые компоненты ИБР (битум, известь, барит)
Такой раствор по свойствам близок к ИБР, но имеет и некоторые отличия, обусловленные высоким содержанием воды. В частности, он имеетболее высокий показатель фильтрации и пониженную термостойкость (180-190°) . Ниже приведены показатели качества.
Электростабильность (напряжение электропробоя), В . ≥250-300
Глиноемкость (максимальная добавка бентонита, которая не приводит
к снижению электростабильности), % . ≥20
Показатель.

Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.

Связанные рефераты

«Экономические основы технологии производства ст

. ЭОТР на тему: «Экономические основы технологии производства строительных.

Растворы

. Современные требования к качеству порошков. 3. Теоретические основы процесса измельчения.

16 Стр. 150 Просмотры

Растворы

. РАСТВОРЫ. РАСТВОРИМОСТЬ Если в сосуд с водой поместить кристаллы поваренной соли.

16 Стр. 10 Просмотры

Растворы

. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ РАСТВОРЫ [pic].

77 Стр. 80 Просмотры

Растворы

. отрасли и введение в специальность на тему: Строительные растворы.

Читайте также: