Реограмма впж не проходит через начало координат, а начинается от точки на оси касательных напряжений сдвига и имеет прямолинейный участок. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Реограмма впж не проходит через начало координат, а начинается от точки на оси касательных напряжений сдвига и имеет прямолинейный участок.



Реограмма ВПЖ не проходит через начало координат, а начинается от точки на оси касательных напряжений сдвига и имеет прямолинейный участок.

Для скоростей сдвига, соответствующих линейному участку, t = f(g) описывается законом Бингама – Шведова

t = t0 + h g, (3.6)

где t0 - динамическое напряжение сдвига, Па (дПа);

h-пластическая.вязкость,Па×с(мПа×с).

 

3Сущность пневматического способа удаления продуктов разрушения. Разновидности газообразных агентов.

Пневматический способ заключается в выносе продуктов разрушения из скважины потоком газа, чаще всего, сжатого

Воздуха

Кроме сжатого воздуха используют выхлопные газы ДВС, природный газ, азот.

Всю их совокупность называют газообразными агентами.

 

4Понятие о БР, как о гомогенных и гетерогенных физико-химических системах.

БР представляют собой физико-химические системы, состоящие из одной или нескольких фаз.

Фазой называется часть системы, отделенная от других частей реальной поверхностью раздела.

Системы, состоящие из одной фазы, называются гомогенными (однородными).

Примером гомогенных систем могут служить истинные растворы (водные растворы солей, щелочей и кислот).

Всякий раствор состоит из растворенных веществ и растворителя

Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в таком же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Если оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии, то растворителем будет тот компонент, которого больше.

Растворы с низким содержанием растворенного вещества называются разбавленными, а с высоким – концентрированными

Различают растворы водные (полярные), когда растворителем является вода, и неводные (неполярные), когда растворителем

Являются органические и неорганические вещества.

В бурении примером гомогенных систем (до попадания в них шлама) могут служить:

ü техническая вода;

ü полимерные растворы;

ü водные растворы электролитов (солей);

ü водные растворы ПАВ;

ü газообразные агенты.

Физико-химические системы, состоящие из двух и более числа фаз, называются гетерогенными (неоднородными).

ü Гетерогенные системы - это совокупность мелких частиц, называемая дисперсной фазой (ДФ), и окружающее их вещество, называемое дисперсионной средой (ДС).

ü Отсюда, обязательным условием получения гетерогенных систем является взаимная нерастворимость диспергированного вещества (дисперсной фазы) и дисперсионной среды.

ü По характеру (природе) дисперсионной среды гетерогенные системы могут быть водными (полярными) и углеводородными (неполярными).

 

7Классификация физико-химических систем по степени дисперсности и агрегатному состоянию дисперсной фазы.

степень дисперсности D определяется величиной, обратной размерам частиц дисперсной фазы D = 1/a, см-1,

где а – характерный размер частиц дисперсной фазы, см: а) диаметр (для сферических и волокнистых частиц);

б) длина ребра (для частиц кубической формы); в) толщина пленки (для пластинчатых частиц).

Степень дисперсности численно равна числу частиц, которые можно плотно уложить в ряд длиной 1 см.

По степени дисперсности гетерогенные системы делятся на две группы: высокодисперсные или коллоидныеа» 10-5…10-7 см, D» 105…107 см-1 и грубодисперсные а > 10-5 см, D < 105 см-1.

Следующим отличительным признаком гетерогенных систем с жидкой дисперсионной средой является агрегатное состояние дисперсной фазы, которая может быть твердой, жидкой и газообразной. Системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой называются суспензиями ТДФ + ЖДС = суспензия. Системы, в которых дисперсная фаза и дисперсионная среда представляют собой несмешивающиеся жидкости, называются эмульсиями ЖДФ + ЖДС = эмульсия.

Шкале прибора4

Основная область применения РУО: вскрытие продуктивных нефтяных пластов с низким пластовым давлением. Кроме этого, РУО применяют при бурении скважин в условиях высоких положительных и отрицательных забойных температур, а также для проходки соленосных толщ и высокопластичных глинистых пород.

 

8Триботехнические (смазочные) свойства БР. Принципиальные схемы существующих трибометров

Совокупность этих свойств воды обеспечивает эффективную работу породоразрушающего инструмента (высокую механическую скорость бурения и проходку на долото), гидравлических забойных двигателей и буровых насосов.

Однако вода, как очистной агент, имеет и ряд недостатков:

ü вызывает интенсивную гидратацию, набухание и диспергирование глинистых пород;

ü легко поглощается и размывает керн при бурении в трещиноватых, пористых и рыхлых породах;

ü растворяет соли;

ü замерзает при отрицательной температуре;

ü плохо удерживает частицы выбуренных пород при прекращении циркуляции.

Вывод: Применение воды в качестве очистного агента целесообразно и эффективно лишь при бурении в устойчивых (не размываемых, не растворяемых и не набухающих) породах при отсутствии зон поглощений и флюидопроявлений.

Из трех разновидностей полимерглинистых растворов для вскрытия продуктивных пластов наиболее предпочтительны гидрофобизующие, которые относятся к классу защитно-кольматирующих (образуют тонкий, низкопроницаемый экран, впоследствии разрушаемый перфорацией).

Коэффициент восстановления проницаемости в заглинизированных гранулярных коллекторах составляет 0,8…0,85, т.е. проницаемость ухудшается на 15…20 %.

13Понятие об агрегативной и кинетической устойчивости дисперсных систем.

Различают два вида устойчивости гетерогенных дисперсных систем (очистных агентов):

1) агрегативную; 2) кинетическую (седиментационную).

Кинетическая (седиментационная) устойчивость характеризует способность частиц дисперсной фазы противостоять действию силы тяжести, т.е. удерживаться во взвешенном состоянии равномерно распределенными по всему объему.

Согласно современным представлениям агрегативная устойчивость дисперсных систем обусловлена действием трех факторов: 1)электростатического; 2) адсорбционно-сольватного; 3) структурно-механического.

При небольшой концентрации дисперсной фазы гетерогенные системы сохраняют свою кинетическую устойчивость благодаря броуновскому движению - беспорядочному, хаотичному движению коллоидных частиц (мицелл), связанному с тепловым движением молекул дисперсионной среды.

Кроме броуновского движения, другими факторами, влияющими на кинетическую устойчивость разбавленных суспензий, являются: 1)степень дисперсности частиц твердой фазы; 2) вязкость дисперсионной среды;

Кинетическая устойчивость гетерогенных систем при относительно высоком содержании частиц дисперсной фазы обеспечивается прочностью образующейся в результате сцепления этих частиц пространственной структуры, именуемой гелем.

14Ингибирующая способность БР. Сущность процессов концентрационного осмоса, электроосмоса и адсорбционного всасывания. Существующие показатели оценки ингибирующей способности.

. Ингибирующая способность – это способность промывочной жидкости предупреждать или замедлять деформационные процессы в околоствольном пространстве скважин (кавернообразование, сужение ствола и т.п.), представленном легкогидратирующимися, набухающими и размокающими глинистыми породами.. При этом под глинистыми породами понимаются не только собственно глины, но и глинистые сланцы, аргиллиты, породы на глинистом цементе (глинистый песчаник, мергель, алевролит и др.).

Согласно современным представлениям основные причины потери устойчивости глинистых и глиносодержащих пород, связаны с нарушением их естественного влажностного равновесия при взаимодействии с дисперсионной средой промывочных жидкостей и обусловленным этим ростом дополнительных внутренних напряжений в поровом пространстве

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ - если раствор, типа солёной воды, отделен от чистой воды мембраной, которая является непроницаемой для соли, вода будет проникать из объёма с чистым растворителем в соляной раствор. Движущая сила данного процесса называется "осмотическим давлением". Его величина зависит от концентрации солей, а также числа ионов в растворе.

 

15 Дегазация БР. Сущность существующих способов дегазации.

В зависимости от концентрации газа в промывочной жидкости, выходящей из скважины, используют одно- или двухступенчатую системы его удаления. Двухступенчатая система удаления газа из промывочной жидкости осуществляется по следующей схеме: газовый сепаратор (грубая очистка) – дегазатор (тонкая очистка) – вибросито. Двухступенчатую систему используют при большой концентрации газа в промывочной жидкости или в том случае, если газ токсичен (как, например, сероводород). При небольшой концентрации газа используют одноступенчатую систему его удаления, осуществляемую по следующей схеме: вибросито (частичная дегазация) – дегазатор.

В основу работы используемых в бурении дегазаторов положен барометрический способ разрушения газовых пузырьков (изменение давления путем вакуумирования). При всех закрытых клапанах включается вакуум-насос. Как только разряжение достигает заданной величины, приемный клапан открывается и загазированная промывочная жидкость засасывается в камеру, где освобождается от газа, который отсасывается вакуум-насосом. Когда уровень промывочной жидкости в камере достигает максимально допустимой высоты, открывается выпускной (соединяет камеру с атмосферой) и сливной клапаны.

16Сущность электростатического фактора, определяющего агрегативную устойчивость дисперсных систем

Под агрегативной устойчивостью понимают способность дисперсной системы противостоять слипанию частиц дисперсной фазы.

При гидратации и диспергировании глины в воде частицы, на которые она распадается, приобретают определенное строение, называемое мицеллой.Мицелла – это наименьшее количество глинистого вещества, способного к самостоятельному существованию

В результате вокруг глинистой частицы образуется гидратная оболочка (в общем случае - сольватная). По мере удаления от поверхности глинистой частицы силы, вызывающие ориентацию молекул воды, постепенно ослабевают. На некотором расстоянии от поверхности частицы действие их прекращается и молекулы воды получают свободу перемещения, независимо от глинистой частицы.

Внешние границы гидратной оболочки и диффузного слоя примерно совпадают. Таким образом, о степени гидратации глинистых частиц можно судить по величине x- потенциала.

Гидратные оболочки (связанная вода) обладают аномальной вязкостью, плотностью, упругостью и высокой механической прочностью.

Согласно данным различных исследователей плотность связанной воды колеблется в пределах 1300…2400 кг/м3, ее растворяющая способность стремится к нулю, а вязкость в 100 раз больше, чем у свободной воды. Модуль сдвига прочносвязанной воды всего в 300 раз меньше модуля сдвига свинца.

При сближении частиц дисперсной фазы в соприкосновение в первую очередь приходят их гидратные оболочки, которые, благодаря своей упругости, препятствуют сближению частиц на расстояние, где начинают преобладать силы межмолекулярного притяжения.

Структурно-механический фактор (действует только при химической обработке бурового раствора).

Молекулы растворенных в воде органических веществ, особенно высокомолекулярных соединений (полимеров), которые характеризуются достаточно большими размерами молекул, имеют собственные гидратные оболочки. Покрывая поверхность частиц дисперсной фазы, они создают адсорбционно - гидратные слои, обладающие еще большей упругостью и механической прочностью, чем гидратные оболочки.

Образование таких адсорбционно - гидратных твердообразных поверхностных слоев академик П.А. Ребиндер назвал структурно-механическим фактором стабилизации дисперсных систем.

Частицы дисперсной фазы (глинистые частицы) имеют более или менее развитый диффузный слой катионов, гидратную оболочку и при обработке химическими реагентами на их поверхности образуются слои из молекул реагента.

В результате действия всех этих факторов глинистые растворы могут сохранять свою агрегативную устойчивость в течение длительного времени (суспензии некоторых бентонитов 7…10 % - й концентрации могут без видимых изменений свойств храниться многие годы).

 

- 17Плотность БР, ее влияние на основные показатели и процессы бурения скважин. Устройство ареометра АБР-1 и порядок работы с ним.

Общее назначение - бурение скважин в глинистых и глиносодержащих породах, которые теряют устойчивость и диспергируются при взаимодействии с дисперсионной средой обычных буровых растворов на водной основе.

Основные разновидности ингибированных буровых растворов:

ü известковые;

ü гипсоизвестковые;

ü хлоркалиевые;

ü гипсокалиевые;

ü хлоркальциевые;

ü малосиликатные;

ü алюмокалиевые.

При небольшой концентрации дисперсной фазы гетерогенные системы сохраняют свою кинетическую устойчивость благодаря броуновскому движению - беспорядочному, хаотичному движению коллоидных частиц (мицелл), связанному с тепловым движением молекул дисперсионной среды.

Кроме броуновского движения, другими факторами, влияющими на кинетическую устойчивость разбавленных суспензий, являются:

ü степень дисперсности частиц твердой фазы;

ü вязкость дисперсионной среды;

ü различие плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Кинетическая устойчивость гетерогенных систем при относительно высоком содержании частиц дисперсной фазы обеспечивается прочностью образующейся в результате сцепления этих частиц пространственной структуры, именуемой гелем.

 

23Псевдопластичные БР, их реологическая модель и показатели реологических свойств.

Основными особенностями полимерных растворов, определяющими их успешное применение для целей бурения, являются:

1. Псевдопластичные свойства, благодаря которым полимерные растворы обладают хорошей очистной, несущей (транспортирующей) и удерживающей способностью. Это обеспечивается тем, что при малых скоростях сдвига, имеющих место в затрубном пространстве скважин, вязкость полимерных растворов во много раз превышает вязкость воды, а при высоких скоростях сдвига, характерных для промывочных каналов долот, их вязкость близка к вязкости воды.

Реограмма псевдопластичной жидкости проходит через начало координат и обращена выпуклостью к оси касательных напряжений сдвига. Отношение t/g (вязкость) такой жидкости при увеличении скорости сдвига уменьшается.

 

24Сущность гидропневматического способа удаления продуктов разрушения. Способы аэрации. Разновидности газожидкостных смесей и их отличительные признаки.

Комбинированный способ аэрации является самым распространенным и эффективным, так как в присутствии ПАВ-пенообразователей существенно улучшаются условия диспергирования газа и повышается стабильность (устойчивость) всей дисперсной системы.

 

25Главные отличительные признаки глин и их химический состав. Основные глинистые минералы. Структурные элементы кристаллической решетки основных глинистых минералов.

Главными признаками глин являются высокодисперсное состояние, характеризующееся коллоидными и близкими к ним размерами частиц, гидрофильность (активное взаимодействие с водой), способность к адсорбции, ионному обмену, набуханию и проявлению упруго-вязко-пластичных и тиксотропных свойств в концентрированных и разбавленных суспензиях.

Перечисленные признаки глин определяются химическим составом, типом кристаллической решетки, её несовершенством и дефектами, а также размерами и формой частиц глинистых минералов.

На основании различий в химическом составе, строении кристаллической решетки и свойствах глинистые минералы объединяют в четыре основные группы, получившие название по ведущему минералу:

– группа монтмориллонита (монтмориллонит, бейделлит, сапонит, гекторит, соконит, нонтронит и др.);

– группа гидрослюды (гидромусковит, гидробиотит);

– группа каолинита (каолинит, диккит, накрит, галлуазит);

– группа палыгорскита.

Кристаллическая решетка большинства глинистых минералов состоит из двух структурных элементов: слоев алюмокислородных октаэдров и слоев кремнекислородных тетраэдров (рис. 4.25). Эти слои, чередуясь, образуют пакеты.

По числу тетраэдрических слоев в пакете различают следующие два типа кристаллических решеток глинистых минералов:

– двухслойные, состоящие из соединения слоев кремнекислородных тетраэдров и алюмокислородных октаэдров в соотношении 1:1 (каолинит); --трехслойные, представленные теми же элементами в соотношении 2:1 (монтмориллонит, гидрослюда).

 

26Содержание твердой фазы и посторонних твердых примесей (песка). Сущность методики и устройство приборов для их определения.

В результате разрушения горных пород на забое скважины циркулирующий в ней буровой раствор непрерывно обогащается шламом, что приводит к росту плотности, вязкости и статического напряжения сдвига бурового раствора со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями:

ü снижение механической скорости бурения и проходки на долото;

ü снижение ресурса работы гидравлического оборудования (буровых насосов, вертлюгов);

ü увеличение вероятности возникновения различного рода осложнений, аварий и др.

ü Увеличение содержания твердой фазы в БР на 1 % за счет обогащения его шламом снижает показатели работы долот на 7…10 % (главным образом за счет роста вязкости).

ü Если к этому еще прибавить неизбежные затраты на регенерацию свойств БР вследствие обогащения его шламом (разбавление водой, ввод реагентов - разжижителей и т.д.), то обязательность очистки БР от шлама не вызывает никаких сомнений.

ü Следует отметить, что эффективная очистка БР возможна только при искусственном ускорении оседания шлама, что легче всего достигается при вибрациях или за счет центробежного эффекта.

Концнтрацию тв. фазы измеряют прибором ТФН-1(нагреватель,конденсатор, испаритель, измерит-й цилиндр)

 

27Водные растворы ПАВ. Сущность эффекта Ребиндера

Однако их преимущества говорят о необходимости и целесообразности добавок ПАВ к технической воде (полимерным и другим растворам) практически во всех случаях, когда это возможно (исключение: бурение в зонах поглощений и вскрытие водоносных горизонтов хозяйственно-питьевого назначения).

Верхние и нижние плоскости элементарных пакетов монтмориллонита покрыты атомами кислорода, поэтому связь между пакетами слабая (действуют лишь ван-дер-ваальсовы или силы межмолекулярного взаимодействия).

Способность глинистых минералов поглощать ионы из окружающей среды и выделять эквивалентное количество других ионов, находящихся в данном минерале в обменном состоянии, называется обменной способностью глин.

 

38 Влияние реологических свойств БР на основные показатели и процессы, связанные с бурением скважин.

Реологические свойства буровых растворов оказывают превалирующее влияние на следующие показатели и процессы, связанные с бурением скважин:

ü степень очистки забоя скважины от шлама;

ü степень охлаждения породоразрушающего инструмента;

ü транспортирующую способность потока;

ü величину гидравлических сопротивлений во всех звеньях циркуляционной системы скважины;

ü величину гидродинамического давления на забой и стенки скважины в процессе бурения;

ü амплитуду колебаний давления при пуске и остановке насосов, выполнении СПО и проработке скважины с расхаживанием бурильной колонны;

ü интенсивность обогащения бурового раствора шламом;

Кинетическая (седиментационная) устойчивость характеризует способность частиц дисперсной фазы противостоять действию силы тяжести, т.е. удерживаться во взвешенном состоянии равномерно распределенными по всему объему.

30Полимерные растворы. Понятие о псевдопластичности, флокуляции, эффекте Томса.

Полимерными называются водные растворы высокомолекулярных веществ (ВМВ), молекулы которых построены путем многократного повторения одного и того же звена - мономера.

Например, мономер ПАА:

– CH2 – CH –

ç

CONH2 n

Это обеспечивается тем, что при малых скоростях сдвига, имеющих место в затрубном пространстве скважин, вязкость полимерных растворов во много раз превышает вязкость воды, а при высоких скоростях сдвига, характерных для промывочных каналов долот, их вязкость близка к вязкости воды.

Длинноцепочечные полимеры обладают ун Способность создавать на стенках скважин полимерную пленку, препятствующую проникновению фильтрата в поры горных пород. Это обусловлено проявлением полимерными растворами полиэлектролитных свойств, обеспечивающих, благодаря наличию зарядов, адсорбцию молекул полимера на стенках скважин, а также на частицах выбуренных пород. Последнее, т.е. адсорбция молекул полимера на частицах выбуренных пород, обеспечивает улучшение очистки бурового раствора от шлама вследствие процесса флокуляции.

Длинноцепочечные полимеры обладают уникальной способностью снижать гидравлические сопротивления при турбулентном режиме течения (эффект Томса, 1949 г.). Экспериментально установлено, что добавки некоторых ВМВ позволяют снизить гидравлические сопротивления по сравнению с растворителем (водой) на 80 %.

Полимерные растворы по своим функциональным свойствам существенно превосходят техническую воду, а в ряде случаев, и качественные глинистые растворы, т.е. являются весьма перспективными очистными агентами при бурении в условиях отсутствия флюидопроявлений (бурении при равновесии давления в системе «ствол скважины – пласт»).

Недостатки полимерных растворов:

ü низкая стойкость к действию ионов кальция и других поливалентных металлов;

ü высокая стоимость импортных ВМВ (3…16 тыс. долларов за тонну) и дефицитность отечественных (потребности в полимерных реагентах удовлетворяются только на 40…50 %).

31Строение кристаллической решетки и свойства гидрослюды и каолинита.

Атомы кислорода и гидроксил ионы смежных соприкасающихся пакетов находятся друг против друга и по всей площади довольно прочно связаны водородной связью типа О – Н, которая препятствует внутрикристаллическому разбуханию решетки.

В связи с тем, что молекулы воды и катионы не могут проникать в межпакетное пространство, каолинит трудно диспергируется, имеет малую емкость обмена 3·10-3…15·10-3 моль / 100 г, приходящуюся на внешние механически разорванные грани (разрыв связей Si–O–Si, OH–Al–OH), и очень слабо набухает.

Степень кислотности или щелочности буровых растворов оказывает существенное влияние на проявление ими других свойств. Так, изменяя величину рН, можно изменять реологические и фильтрационные свойства, ингибирующую способность буровых растворов, их седиментационную устойчивость и др.

Величина рН также влияет на растворимость неорганических реагентов (солей) и эффективность действия (форму молекул) полимерных реагентов. При этом оптимальные значения рН находятся, как правило, в диапазоне от 9 до 11.

Однако для щелочных сред с ростом рН увеличивается вероятность:

ü нарушений устойчивости стенок скважин, сложенных глинистыми породами, за счет их дополнительного увлажнения в результате интенсификации электроосмотических процессов;

ü химического диспергирования (пептизации) глинистых пород, что затрудняет их удаление из бурового раствора, вызывая тем самым рост его плотности, вязкости и статического напряжения сдвига;

ü снижения естественной проницаемости продуктивных песчано - глинистых коллекторов из-за уменьшения размеров поровых каналов, обусловленного набуханием глинистой составляющей продуктивных пластов, а также из-за закупорки этих каналов мигрирующими в них глинистыми частицами.

Для очистки БР от тонкодисперсного шлама используют устройства, ускоряющие его отделение за счет центробежного эффекта (центробежное ускорение в таких устройствах может более чем в 100 раз превышать ускорение свободного падения).

Среди этих устройств наибольшим распространением пользуются гидроциклоны, которые способны отделять частицы шлама размером ³ 0,03 мм.

Потому что вблизи оси гидроциклона центробежная сила настолько велика, что поток БР разрывается, образуя воздушный столб (разряжение), вдоль которого внутренний поток поднимается вверх и разгружается через сливной патрубок.

Для эффективной очистки БР необходимо последовательно использовать вибросито (ВС) à пескоотделитель (ПГ) à илоотделитель (ИГ), т.е. так называемую трехступенчатую систему очистки, обеспечивающую удаление из БР более 60 % выбуренной породы.

Когда же необходим буровой раствор с большей плотностью (предупреждение газоводонефтепроявлений в зонах АВПД) используют добавки тонко размолотых порошков инертных тяжелых минералов – утяжелителей.

В зависимости от основы минерала природные утяжелители делятся на 4 вида (расположены в порядке роста утяжеляющей способности):

ü карбонатные: известняк (CaCO3, r = 2600…2800 кг/м3), доломит (CaCO3·MgCO3, r = 2800…2900 кг/м3);

ü баритовые: сульфат бария или барит (BaSO4, r = 4200…4500 кг/м3);

ü железистые: гематит (Fe2O3, r = 4900…5300 кг/м3); магнетит (Fe3O4, r = 5000…5200 кг/м3);

свинцовые: галенит (PbS, максимально достижимая плотность бурового раствора равна 3840 кг/м3).

Кроме плотности, другими важнейшими характеристиками утяжелителя являются:

ü инертность (минимальное изменение всех других свойств бурового раствора, кроме плотности);

ü абразивность;

ü степень дисперсности (тонкость помола).

Все эти характеристики взаимосвязаны. Так, чем выше степень дисперсности утяжелителя, тем он менее инертен и абразивен. При низкой степени дисперсности - выше абразивность и инертность утяжелителя, но ниже седиментационная устойчивость утяжеленного раствора.

Обязательными условиями возникновения поглощений бурового раствора являются наличие перепада давления в системе «ствол скважины - пласт» и наличие в вскрываемых пластах каналов, по которым буровой раствор может уходить из ствола скважины вглубь этих пластов.

Исходя из названных условий возникновения поглощений все мероприятия по их предупреждению и ликвидации сводятся к снижению перепада давления или репрессии на поглощающие пласты и, что более радикально, к изоляции каналов поглощения.

Среди многочисленных способов изоляции каналов поглощения наиболее простым, доступным, дешевым, весьма оперативным и достаточно высокоэффективным является их закупоривание вводимыми в буровой раствор наполнителями.

Накопленный зарубежными специалистами опыт показывает, что суммарное массовое содержание наполнителей в буровом растворе, вполне достаточное для ликвидации поглощений различной интенсивности, включая полное, и не вызывающее каких-либо нарушений процесса роторного бурения, составляет до 5…7 %.

При этом наилучшие результаты достигаются при использовании смесей (композиций) наполнителей различного вида (волокнистые, зернистые, чешуйчато-пластинчатые и др.) и преимущественно в разрезах, представленных крепкими породами.

 

35Фильтрационно - коркообразующие свойства БР. Устройство прибора ВМ - 6 и порядок работы с ним. Определение толщины, напряжения сдвига фильтрационной корки и ее проницаемости.

Столб бурового раствора, заполняющего скважину, создает гидростатическое давление, которое, как правило, превышает давление пластовых флюидов, находящихся в порах горных пород. Поскольку все горные породы в той или иной мере проницаемы, то при вскрытии их бурением под воздействием перепада давления происходит проникновение дисперсионной среды бурового раствора в околоствольное пространство.

Поток дисперсионной среды перемещает частицы твердой фазы в направлении стенок скважины и если эти частицы имеют критический размер (примерно равный 1/3 размера пор), то они застревают в суженных горловинах входа в поры и закупоривают их.

Как только происходит закупорка, в поровом пространстве задерживаются и самые мелкие частицы твердой фазы, которые откладываются на стенках скважины, образуя фильтрационную корку, через которую в околоствольное пространство поступает только фильтрат.

В процессе сооружения скважины проявляются два вида фильтрации:

ü статическая, протекающая при отсутствии циркуляции бурового раствора в скважине;

ü динамическая, происходящая в условиях циркуляции бурового раствора.

ü В условиях статической фильтрации, когда буровой раствор неподвижен, скорость фильтрации (объем фильтрата, поступающего на единицу площади пласта в единицу времени) снижается, а толщина фильтрационной корки - увеличивается со скоростью, затухающей во времени.

ü В условиях динамической фильтрации рост фильтрационной корки ограничен эрозионным (разрушающим) воздействием восходящего потока бурового раствора. Степень эрозии корки зависит от режима течения бурового раствора в кольцевом пространстве (ламинарный, турбулентный) и других факторов.

ü В момент вскрытия (обнажения) пласта скорость фильтрации высока и фильтрационная корка быстро растет. После того, как скорость роста корки становится равной скорости ее эрозии (разрушения), толщина корки и скорость фильтрации сохраняются постоянными.

ü Проникновение фильтрата в продуктивные песчано-глинистые пласты приводит к набуханию входящих в их состав глинистых минералов; образованию нерастворимых осадков, эмульсий и гелей, вызванному взаимодействием фильтрата с пластовыми флюидами, изменению вязкости последних и др. В результате снижается проницаемость приствольной зоны продуктивного пласта, что затрудняет вызов притока пластового флюида при освоении скважины и существенно уменьшает ее дебит, особенно в начальный период эксплуатации.

 

 

36 БР с конденсированной твердой фазой. Особенности технологических свойств, область использования.

Впервые буровые растворы с конденсированной твердой фазой были разработаны в нашей стране группой сотрудников ныне Российского государственного университета нефти и газа под руководством О.К. Ангелопуло.

Конденсационный способ получения коллоидных растворов основан на образовании нерастворимых твердых частиц из сильно пересыщенных растворов различных электролитов (солей, щелочей).

К настоящему времени разработано около 20 рецептур буровых растворов с конденсированной твердой фазой, большинство из которых защищены патентами России, США, Польши. Однако в силу разных причин достаточно широкое практическое применение получил только гидрогель магния.

 

 

37 Классификация реагентов по химическому составу и характеру действия на свойства БР. Механизм действия основных типов химреагентов.

 

Большинство реагентов, применяющихся в бурении, сложны по своему химическому составу или представляют собой смеси веществ различного химического строения, однако все их можно объединить в восемь групп:

1. Полисахариды – естественные (природные) полимеры Важнейшими полисахаридами являются крахмал и целлюлоза. Сырьем для производства крахмала служат картофель, кукуруза, рис, пшеница, а целлюлозы (Ц) – древесина (40 - 55 % Ц) и волокна хлопковых семян (95 - 98 % Ц).

Основные реагенты этой группы:

ü крахмал;

ü модифицированный крахмал (МК);

ü карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ - 500, 600, 700) и ее зарубежные аналоги FINOGELL, FIN-FIX и др.;

Вихревые.

Глинопорошки готовят из бентонитовых (ПБ), палыгорскитовых (ПП) и каолинит - гидрослюдистых (ПКГ) глин.

Для повышения качества глинопорошков и, тем самым, для повышения выхода глинистого раствора, на ряде заводов во время помола глины в нее добавляют различные химические реагенты (Na23, М-14ВВ, метас и др.).

Эффективная вязкость характеризует ту действительную вязкость, которой обладает буровой раствор при скорости сдвига, имеющей место в кольцевом пространстве скважины, в бурильных трубах или в насадках долота.

Эффективная вязкость при скорости сдвига равной 100 с-1 (ЭВ100, Па×с) характеризует вязкость бурового раствора в кольцевом пространстве скважины и является основным показателем, определяющим транспортирующую способность его потока, которая тем выше, чем выше значения ЭВ100.

ЭВ100 = k (100) n - 1. (3.8)

Однако с ростом ЭВ100 увеличиваются гидравлические сопротивления при течении бурового раствора в кольцевом пространстве и, соответственно, дифференциальное давление, что ведет к снижению механической скорости бурения и проходки на долото в результате не только удержания частиц разрушенной породы на забое, но и ухудшения условий формирования зоны предразрушения (условий зарождения и развития макро- и микротрещин).

Эффективная вязкость при полностью разрушенной структуре (ЭВ10000) характеризует вязкость бурового раствора в насадках долот и в песко- илоотделителях (гидроциклонах).

С уменьшением ЭВ10000 повышается степень очистки забоя скважины от шлама и степень охлаждения вооружения долота, вследствие чего возрастает ресурс его работы и механическая скорость бурения.

Кроме того, с уменьшением ЭВ10000 снижается интенсивность обогащения бурового раствора шламом, так как при меньшей вязкости последний легче отделяется в очистных устройствах.

 

48 Расчеты, связанные с обработкой БР химреагентами, Сущность методики проектирования и оптимизации БР.

Выбор типа и рецептуры приготовления бурового раствора - сложная и кропотливая работа, основанная, прежде всего, на опыте разработчика. Кроме того, необходимо учитывать конъюнктуру рынка материалов для приготовления растворов и возможности организации, занимающейся бурением скважин в их приобретении.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 119; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.230.35.103 (0.156 с.)