Четвертой ступенью в этой системе является центрифуга

 

34Назначение и виды утяжелителей и наполнителей. Принципы определения утяжеляющей и закупоривающей способности.

Очевидно, что чем ниже качество глинопорошка, т.е. чем ниже выход глинистого раствора, тем выше его плотность при одной и той же эффективной вязкости.

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 (CaCO_3, 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.

Закупоривающие материалы (наполнители)

Бурение в сложных геолого-технических условиях нередко сопровождается поглощением бурового раствора, т. е. его уходом из ствола скважины в околоствольное пространство.

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.;