Растворбуровой ингибированный (inhibited drilling mud) – химически обработанный буровой раствор с некоторыми "замедленными" характеристиками (пониженная водоотдача, низкий. Буровой раствор готов. 7.8. Рекомендуемый расход компонентов для приготовления бурового раствора для различных условий бурения (на 1000 литров раствора).
6.3 Показатели свойств буровых растворов
Через 30 минут давление стравливают клапан подачи газа в положении стравливания , в мерном цилиндре отмечают объем фильтрата в миллилитрах , который и является показателем фильтрации. Разобрав фильтр-пресс в обратном порядке и вылив раствор из контейнера, осторожно снимите фильтровальную бумагу с фильтрационной коркой и под слабой струей воды смойте избыток бурового раствора. Также полезно записать и комментарии о состоянии фильтрационной корки. После использования тщательно вымойте и вытрите насухо части прибора. Примечание: По спецификации АНИ площадь фильтрования в камере должна составлять 7,1дюйм2. Однако есть фильтр-прессы, площадь фильтрования в которых в два раза меньше. Для того, чтобы полученный на таком фильтр-прессе результат согласовывался с требованиями АНИ, его нужно удвоить. Перед началом опыта подключите нагревательную рубашку прибора к сети соответствующего напряжения. Установите термометр в гнездо рубашки.
Нагрейте рубашку до требуемой температуры. Отрегулируйте термостат так, чтобы температура была на 5-6ОС выше заданной и была постоянной во времени. В дно камеры, которое будет верхом, закручивается до упора клапан, камера переворачивается и в нее заливается раствор до уровня 1,5см ниже края при температуре испытаний до 149ОС и 3,8см при температуре выше 149ОС ниже уровня внутреннего среза. На опору среза аккуратно устанавливается бумажный фильтр.
Поскольку работа такого оборудования сопровождается возникновением большого трения, основным назначением состава является смазывание и уменьшение температуры, что повышает износостойкость техники. Очистка забоя. Большинство типов растворов позволяет эффективно вымыть из скважины выбуренную породу, а также вынести ее на поверхность. Качество и степень очистки определяется физико-химическими свойствами составов, а также геологическими особенностями, поэтому в приготовлении нужно учесть и состав пород месторождения.
Создание очистного слоя на стенках ствола. Формируемая корка имеет невысокую проницаемость, поэтому она обеспечивает устойчивость песков в верхней зоне разреза и разделяет скважину и проницаемые слои. Предупреждение проявлений нефти, газа и пластовой воды. Защита от обвалов стенок, которые могут произойти в случае наличия в составе пород неустойчивой глины. Еще одно назначение — обеспечение высокого качества вскрытия горизонтов: большинство видов современных растворов позволяет не допустить их загрязнения в процессе бурения, а также избежать полного закупоривания, делающего разработку очень трудной. Снижение затрат на фиксацию при помощи колонн. Получение данных для анализа при работе разведывательных скважин является одним из вспомогательных назначений раствора; предметом изучения является шлам и выносимые части породы. Повышение устойчивости труб и оборудования к коррозии.
Последнее назначение — обеспечение техники безопасности в процессе разработки и минимизация вреда для окружающей среды и экологической обстановки района. Виды и типы буровых растворов Современная классификация включает следующие виды жидкостей для промывки: Растворы на основе воды. В эту категорию выделяют безглинистые составы техническая вода, растворы, суспензии и средства на основе полимеров , глинистые вещества на основе пресной, минерально воде, гипсовые, глиняные и хлорные растворы.
UZ Узстандарт 4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 июня 2015 г. Контроль параметров буровых растворов в промысловых условиях. Часть 1.
Буровые растворы на водной основе. В случае пересмотра замены или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты".
В отечественной промышленности, в качестве стандартной лабораторной модели принимается стандартный бумажный фильтр промокашка диаметром 75 мм, сквозь который фильтруется жидкость при перепаде давления в одну атмосферу в течение 30 минут. Поскольку раньше промывочные жидкости были исключительно на водной основе, то фильтрацию называли водоотдачей и обозначали В30. Ф30 и К измеряют с помощью приборов, приводимых в действие силой тяжести, например, ВМ-6 Рисунок 64 или приводимых в действие давлением сжатого газа, например, ФЛР-2 Рисунок 65. В последнее время чаще используют более дешёвые приборы с фильтром по площади меньшим, чем стандартный в два раза, то есть с диаметром не 75 мм, а 53. Рисунок 65. Толщина фильтрационной корки Толщина фильтрационной корки зависит от объёма промывочной жидкости, профильтровавшейся через фильтр.
Чем больший объём, тем толще корка.
Руководство для обучения инженеров по буровым растворам — часть 48
Тест на водоотдачу определяет относительную эффективность цементных смесей удерживать свою водную фазу либо отдавать пласту часть воды в виде фильтрата. Принимаем плотность бурового раствора 1,18 г/см3, так как при очень большой плотности может возникнуть поглощение бурового раствора. В интервале от 1950 до 2400 метров. Водоотдача бурового раствора, являясь одним из наиболее важных параметров процесса бурения, оказывает значительное влияние на его эффективность и. Параметры бурового раствора, подлежащие контролю, можно разделить на три группы. Сущность освоения скважины сводится к тому, чтобы давление столба бурового раствора, находящегося в скважине, стало меньше пластового.
Влияние водоотдачи бурового раствора на процесс бурения
Прибор ВМ-6 рис. Определение водоотдачи при повышенных температурах Для измерения водоотдачи при повышенных температурах используется прибор УИВ-2М. Определение толщины глинистой корки Для измерения толщины глинистой корки используется линейка. При измерении линейкой вынуть из прибора для определения водоотдачи фильтр с глинистой коркой; поместить его на стеклянную пластинку и измерить толщину корки. Содержание песка характеризует степень загрязнения бурового раствора грубодисперсными фракциями различного минералогического состава.
Более вязкий буровой раствор имеет большую плотность и способность выдерживать высокое давление. Это позволяет ему создавать достаточное давление, чтобы удерживать стенки скважины от обрушения. Однако, более вязкий раствор может иметь более медленную водоотдачу из-за своей пониженной подвижности. На вязкость бурового раствора могут влиять различные факторы, такие как концентрация добавленных полимеров, содержание солей и твердых частиц. Повышение вязкости может быть также вызвано взаимодействием с грунтом или изменением температуры.
Важно учитывать, что вязкость бурового раствора должна быть подобрана с учетом конкретных условий скважины. Слишком низкая вязкость может привести к нежелательным обрушениям стенок скважины, а слишком высокая может затруднить водоотдачу и процесс бурения. Подходящая вязкость бурового раствора обеспечивает эффективную работу и устойчивость скважины, а также обеспечивает необходимую водоотдачу. Для достижения оптимальной вязкости может потребоваться проведение испытаний и анализ физико-химических свойств бурового раствора. Роль плотности бурового раствора в процессе водоотдачи Плотность бурового раствора играет важную роль в процессе водоотдачи.
Этот параметр определяет, насколько эффективно раствор справляется с задачей удаления отходов и фильтрации воды. Высокая плотность раствора способствует лучшей фильтрации и улучшает эффективность водоотдачи. При этом буровой раствор становится более вязким и способным удерживать мелкие частицы и захватывать большее количество загрязнений. Это позволяет предотвратить засорение и забивку оборудования. С другой стороны, слишком высокая плотность бурового раствора может вызвать проблемы с водоотдачей.
Чрезмерная плотность может привести к образованию осадка, что затрудняет процесс фильтрации и отвода воды. Это может вызвать повышенное давление на скважину и возникновение проблем с работой оборудования. Важно найти баланс между плотностью раствора и эффективностью водоотдачи. Оптимальное значение плотности зависит от свойств грунта и задач буровых работ. Следует учитывать геологические особенности участка, тип скважины, пониженную или повышенную водоотдачу, а также требования по фильтрации и обработке отходов.
Для достижения оптимальной плотности бурового раствора часто используются добавки и регуляторы плотности. Эти вещества позволяют контролировать плотность раствора и обеспечивать оптимальные условия для водоотдачи. Таким образом, правильное управление плотностью бурового раствора является ключевым фактором для обеспечения эффективной водоотдачи и предотвращения негативных последствий для буровых работ. Влияние давления на скорость водоотдачи бурового раствора С учетом этого фактора, инженеры должны тщательно регулировать давление во время бурения, чтобы обеспечить оптимальную скорость водоотдачи бурового раствора. Они могут использовать специальное оборудование, такое как циркуляционные системы и системы контроля давления, для контроля и регулирования давления.
Высокое давление может вызвать повышенные силы трения между молекулами бурового раствора и грунтовыми частицами, что приводит к его уплотнению и затрудняет его передвижение. Низкое давление, напротив, может привести к недостаточному контролю и распространению раствора. Таким образом, оптимальное давление является компромиссом между достаточной скоростью перемещения раствора и минимальным воздействием на грунтовую среду. Инженеры должны учитывать различные факторы, такие как тип грунта, размер и форма промежутков между грунтовыми частицами, состав бурового раствора и требуемая скорость водоотдачи, при выборе оптимального давления.
Расчет бурового раствора необходим для подбора компонентов основы рабочей среды и определения потребности в химических реагентах для стабилизации показателей плотности, водоотдачи, вязкости, смазочной способности промывочной жидкости. Анализ бурового раствора Исследование необходимо для обнаружения в промывочной жидкости следов природного газа или чистой нефти. Пробы отбирают из газосепаратора, который располагается на вибрационных ситах.
Анализируют параметры раствора на выходе из скважины.
Под стабильностью раствора понимается его способность сохранять свою плотность. Для определения стабильности используется цилиндр стабильности ЦС-2 и стеклянный мерный цилиндр. Цилиндр стабильности ЦС-2 - вместимость цилиндра, см3 720; - масса, кг 0,36 Цилиндр стабильности рис. Стеклянный мерный цилиндр.
7 тема: «Материалы и реагенты для регулирования свойств буровых растворов» (стр. 1 )
Поступающая в скважину пластовая вода увеличивает водоотдачу бурового раствора и вызывает образование на стенках скважины рыхлой и неплотной корки. Особенно тесной корреляцией является зависимость механической скорости бурения от условной вязкости фильтрата бурового раствора. В процессе бурения на буровой раствор влияет выбуренная порода: частично путем распускания в жидкости, частично путем химического воздействия. Понятие «буровые растворы» охватывает широкий круг жидких, суспензионных, аэрированных сред, имеющих различные составы и свойства.
определение водоотдачи бурового раствора
Снижения водоотдачи буровых растворов можно добиться добавками нефти, которые, распределяясь в виде глобул, образуют в растворе суспензионно-эмульсионную структуру. Параметры бурового раствора, подлежащие контролю, можно разделить на три группы. Буровой раствор, содержащий в своем составе газ, характеризуется ка-жущейся плотностью, а при его отсутствии определяется истинная плотность бурового раствора. Регулирование свойств бурового раствора. Жидкости для промывки ствола предназначены для упрощения бурения и повышения добычи на нефтегазовых месторождениях. Водоотдача — это показатель свойства бурового раствора, который характеризует способность раствора передавать воду при его фильтрации через пористую среду.
Буровые растворы для бурения нефтяных и газовых скважин
Затем буровой раствор начинает возвращаться на поверхность, вынося при этом частицы породы шлам , которые были отделены долотом. Буровой раствор поднимается по затрубу — кольцевому пространству между стенками скважины и бурильной трубой. На поверхности буровой раствор проходит через линию возврата — трубу, которая ведёт к вибрационному ситу. Сито состоит из ряда вибрирующих металлических ситовых панелей, которые используются для отделения раствора от шлама.
Раствор протекает через ситовую панель и возвращается в отстойник. Частицы шлама попадают в жёлоб для удаления. Перед выбросом они могут быть очищены, исходя из экологических и других соображений.
Некоторые частицы шлама отбираются геологами для исследований состояния внутри скважины. Разновидности[ править править код ] Раствор буровой лигнитовый щелочной — буровой раствор, в который вводят определенное количество лигнитов , имеющих щелочной характер.
Важными показателями также считаются такие параметры, как плотность и число песка в составе. Назначение буровых растворов Приготовление буровых растворов преследует ряд важных целей: Охлаждение поверхностей долот и их смазывание. Поскольку работа такого оборудования сопровождается возникновением большого трения, основным назначением состава является смазывание и уменьшение температуры, что повышает износостойкость техники. Очистка забоя. Большинство типов растворов позволяет эффективно вымыть из скважины выбуренную породу, а также вынести ее на поверхность.
Качество и степень очистки определяется физико-химическими свойствами составов, а также геологическими особенностями, поэтому в приготовлении нужно учесть и состав пород месторождения. Создание очистного слоя на стенках ствола. Формируемая корка имеет невысокую проницаемость, поэтому она обеспечивает устойчивость песков в верхней зоне разреза и разделяет скважину и проницаемые слои. Предупреждение проявлений нефти, газа и пластовой воды. Защита от обвалов стенок, которые могут произойти в случае наличия в составе пород неустойчивой глины. Еще одно назначение — обеспечение высокого качества вскрытия горизонтов: большинство видов современных растворов позволяет не допустить их загрязнения в процессе бурения, а также избежать полного закупоривания, делающего разработку очень трудной. Снижение затрат на фиксацию при помощи колонн.
Получение данных для анализа при работе разведывательных скважин является одним из вспомогательных назначений раствора; предметом изучения является шлам и выносимые части породы. Повышение устойчивости труб и оборудования к коррозии. Последнее назначение — обеспечение техники безопасности в процессе разработки и минимизация вреда для окружающей среды и экологической обстановки района.
В этом аспекте представляет научный интерес изучение фильтрационных процессов полимерных и полимерглинистых суспений под действием высоких перепадов давлений и забойных температур. Из изложенного следует, что для снижения водоотдачи буровых растворов необходимо управлять проницаемостью глинистой корки, изменяя содержание и свойства твердой фазы бурового раствора и используя физико-химические методы обработку полимерами. Фильтрацию буровых растворов можно снизить, увеличивая вязкость фильтрата.
С повышением вязкости фильтрата количество отфильтровавшейся в пласт жидкости уменьшается, и, наоборот, уменьшение вязкости под действием, например, высокой забойной температуры приводит к росту водоотдачи. Поскольку забойная температура практически не влияет на свойства твердых компонентов буровых растворов, то повышение водоотдачи в этих случаях связано с изменением вязкости фильтратов и деградацией защитных полимеров при высоких температурах. Фильтрацию буровых растворов можно регулировать увеличением содержания коллоидной твердой фазы в растворе и обработкой защитными реагентами — понизителями фильтрации, повышающими вязкость фильтрата и снижающими толщину глинистой корки и ее проницаемость. Однако все это приводит к повышению вязкости бурового раствора при высоких скоростях сдвига и к неизбежному снижению механических скоростей бурения. По-видимому, наиболее рациональным вариантом может быть снижение проницаемости глинистой корки полимерными материалами, которые не увеличивают вязкости бурового раствора при высоких скоростях сдвига, возникающих при истечении из отверстий долота, и предупреждают проникновение фильтрата в пласты. Такими буровыми растворами могут служить композиции полимерных и полимерглинистых буровых растворов с низким содержанием твердой фазы.
Снижения водоотдачи буровых растворов можно добиться добавками нефти, которые, распределяясь в виде глобул, образуют в растворе суспензионно-эмульсионную структуру. Дальнейшее увеличение ее содержания приводит к резкому увеличению вязкости и к незначительному уменьшению фильтрации. Пропитка корки глобулами нефти снижает ее проницаемость и гидрофобизирует поровое пространство, способствуя снижению ее фильтрационных свойств. Введение в буровые растворы таких полимеров, как КМЦ, крахмал, акрилаты метас, гипан и других, влияет на вязкость фильтратов, снижая также водоотдачу буровых растворов. Влияние перепада давления и возникающей при этом забойной фильтрации бурового раствора на характер разрушения горных пород долотом еще полностью не выяснено. Предполагают, что на буримость горных пород оказывает влияние забойная фильтрация, которая возникает в момент разрушения породы буровым долотом.
Так, в работах В. Снижение буримости в этом случае объясняется повышенным перепадом давления, который способствует уменьшению лунки разрушения породы зубом долота, а выбуренная порода плотно удерживается на забое, вызывая накопление шлама в зоне разрушения. На рис. Из рис. При промывке водой внедрение уменьшается в 2 раза, при промывке глинистым раствором — до 8 раз. Уменьшение глубины внедрения зуба долота в породу снижает проходку на долото и механическую скорость бурения.
Кенингем считает величину перепада давления на забое одним из факторов снижения проходки на долото.
При установке нулевого деления шкалы против риски пробку придерживать пальцем. Вынуть пробку из отверстия, освободив путь фильтрату. Одновременно заметить время начала замера и записать в лабораторный журнал.
Вести замер как описано в п. Разобрать фильтрационный узел, извлечь глинистую корку вместе с фильтрами. Положить корку на плоскую поверхность. Измерить толщину корки в нескольких местах погружая в нее перпендикулярно поверхности линейку с миллиметровыми делениями.
Записать в лабораторный журнал среднее значение толщины фильтрационной корки с точностью до 0,5 мм. Объем фильтрата приближенно пропорционален корню квадратному из продолжительности фильтрации. В соответствии с этой зависимостью объем фильтрата, полученный за 30 минут, в два раза больше объема фильтрата, прошедшего через фильтрационную корку за 7,5 минут. Поэтому для приближенной оценки водоотдачи за 30 мнут достаточно взять отсчет по шкале прибора ВМ-6 через 7,5 минут от начала замера и удвоить показание прибора.
Принцип измерения пластической вязкости и динамического напряжения сдвига. Измерение пластической вязкости и динамического напряжения сдвига происходит с помощью ротационного вискозиметра. Измерительное устройство ротационного вискозиметра состоит рис. Испытуемая жидкость находится в зазоре между наружным и внутренним цилиндрами.
При вращении наружного цилиндра крутящий момент передается жидкости в зазоре. Скорость вращательного движения концентрических слоев жидкости в зазоре уменьшается в направлении от вращающегося цилиндра к измерительному. Между слоями жидкости возникают касательные напряжения, величина которых зависит от пластической вязкости и динамического напряжения сдвига. Чем больше эти величины, тем больше касательные напряжения в жидкости, тем больше крутящий момент, передаваемый измерительному цилиндру, и тем больше угол поворота этого цилиндра.
Используя различные скорости вращения наружного цилиндра то есть, изменяя скорость сдвига измеряют угол поворота измерительного цилиндра, пропорциональный величине касательного напряжения в жидкости. Полученные данные позволяют вычислить значения пластической вязкости и динамическое напряжение сдвига испытуемой жидкости.
Руководство для обучения инженеров по буровым растворам — часть 48
показатель, характеризующий объем фильтрата (в см3), отделившегося от бурового раствора за 30 мин. 1.7. Водоотдача. Приборы для определения водоотдачи. В табл. 2.1 приведена классификация дисперсных систем по их дисперсности. Буровые и тампонажные растворы содержат как грубо-дисперсные, так и коллоидные частицы.