БУРЕН ИЕ НЕФТ ЯНЫХ ГАЗОВ и ЫХ СК ВАЖИ Н 2 Разработчик программы: Доцент, к. т. н. Герасимов Дмитрий Семёнович
Буровые растворы 625000 Тюмен и, Воло дарско го, 38, Т юм ГН (3452) ГУ 20 -10 -4 1, 41 -65 -78 Е-Mail : gerasi m@tsjg u. ru
- конец света будет просто телепередачей. И это, соратники, наполняет нас всех невыразимым блаженством. Че Гевара Зав кафедрой БНи. ГС, д. т. н. Овчинников Василий Павлович, ПРОМЫВОЧНЫЕ ЖИДКОСТИ Герасимов Дмитрий Семёнович, доцент БНи. ГС, к. т. н.
Буровые растворы Введение Т е р м и н : Буровой раствор Промывочная жидкость
ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ КАЧЕСТВА БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
Качество бурого раствора определяется главным образом геолого-техническими условиями бурения скважины или ее отдельного интервала
Геолого-технические условия бурения включают в себя три основных элемента которые определяют выбор функций бурового раствора и регламента на значения показателей его важнейших свойств
1. Геологические элементы • минералогический состав разбуриваемых горных пород и их физико-технические свойства (прочность, влажность, проницаемость, пористость, абразивность, набухаемость, размокаемость, трещиноватость и др. ); • степень и состав минерализации подземных (поровых) вод; • градиент пластового давления; • градиент гидроразрыва пластов; • геотермический градиент и др.
2. Технические элементы: • способ бурения; • глубина скважины (интервала залегания разбуриваемых горных пород); • диаметр скважины; • зенитный и азимутальный углы скважины; • зазор между бурильными трубами и стенками скважины; • техническое состояние бурильных труб и др.
3. Технологические элементы: • • параметры режима бурения; тип породоразрушающего инструмента; механическая скорость бурения; величина проходки за рейс и др.
Для обеспечения выполнения буровым раствором заданных функций используется множество компонентов в 1994 г. 98 фирм США выпускали свыше 1900 наименований компонентов промывочных жидкостей, которые только по назначению делятся на 17 групп
Реагенты регуляторы свойств буровых растворов • • • • • понизители фильтрации, понизители вязкости, структурообразователи (загустители), регуляторы щелочности, ингибиторы глинистых пород, регуляторы термостойкости, пенообразователи, пеногасители, эмульгаторы, смазочные добавки, понизители твердости горных пород, бактерициды, флокулянты, ингибиторы коррозии и нейтрализаторы сероводорода, утяжелители, закупоривающие материалы (наполнители); реагенты, связывающие ионы кальция.
На качество бурового раствора в процессе бурения влияют: влияют • выбуренные породы, • пластовые флюиды, • температура • давление и др.
В такой много альтернативной ситуации специалисты по буровым растворам вынуждены решать проблему выбора !!!
Буровой раствор, содержащий различные химические реагенты, превращается в чуждые для окружающей природной среды отходы
Буровой раствор должен быть экологически безопасным
НЕТ
Чтобы бурить быстрее, лучше, дешевле и при этом минимизировать объемы отходов и их экотоксичность необходима оптимизация качества буровых растворов.
Проблемы оптимизации качества буровых растворов
• обоснование общей совокупности свойств и показателей, необходимых и достаточных для всесторонней оценки качества промывочных жидкостей с позиций известных и перспективных их функций, расхода ресурсов и их приготовление и эксплуатацию, выполнения ими требований безопасности труда и охраны окружающей природной среды; • разработка и совершенствование методов и технических средств измерения показателей функциональных, ресурсопотребляющих, экологических и других свойств промывочных жидкостей, всесторонне характеризующих их качество; • типизация геолого-технических условий бурения с позиций требований к качеству промывочных жидкостей;
• формирование групп показателей свойств промывочных жидкостей, подлежащих обязательному регламентированию в каждом из типов геолого- технических условий бурения; • разработка научно-методических основ регламентирования значений показателей различных свойств промывочных жидкостей; • разработка и совершенствование методов оценки влияния на качество промывочных жидкостей возмущающих воздействий (выбуренных пород, пластовых флюидов, температуры и др. ); • создание алгоритма комплексной (обобщенной) оценки качества промывочных жидкостей;
• исследование степени влияния субъективных факторов на объективность и точность оценки качества промывочных жидкостей; • исследование взаимосвязи между качеством промывочных жидкостей и качеством составляющих их компонентов, разработка и совершенствование методов и технических средств оценки качества основных компонентов промывочных жидкостей; • создание реальных условий для формирования информационных массивов промывочных жидкостей различных компонентных составов силами буровых предприятий и программного обеспечения для автоматизированного решения задач оценки качества промывочных жидкостей, а также выбора их оптимальных составов в многоальтернативных ситуациях;
• исследование взаимосвязи между качеством и стоимостью • 1 м 3 промывочной жидкости, качеством промывочной жидкости и стоимостью 1 м бурения и т. д. ; • создание отраслевых (межотраслевых) руководящих и методических материалов по оценке качества промывочных жидкостей.
Главное качество должно быть заложено в буровом растворе, а не доказываться последующим контролем в процессе бурения.
КОНЦЕПЦИЯ ВЫБОРА И ОБОСНОВАНИЯ ТИПА БУРОВОГО РАСТВОРА
Создание нормативной документации Основные этапы: Оценка экологической безопасности Аналитический подбор оптимальной рецептуры Изучение конъюнктуры рынка Анализ имеющегося опыта Формулирование требований к буровым растворам Типизация геолого-технических условий
В любом случае выбору типа, компонентного и долевого состава, а также рецептуры приготовления бурового раствора должны в обязательном порядке предшествовать лабораторные испытания, которые должны охватывать как оценку качества материалов для приготовления буровых растворов, так и оценку качества самих растворов.
ОСЛОЖНЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН • Наработка большого объем шлама при бурении в рыхлых и слабосвязанных породах, что требует специального подхода к очистке скважины и бурового раствора. • Снижение или потеря устойчивости глинистых отложений и пород глинистого комплекса, находящихся в обнаженном состоянии в стенках скважины, вследствие нарушения естественного влажностного равновесия при контакте с буровым раствором.
• Возможные обрушения стенок скважины при проходке горных пород сложенных несцементированными песками или тектонически нарушенных трещиноватых пород. • Поглощения бурового раствора при проходке зон тектонических нарушений и слабо напорных пород коллекторов. • Возникновение значительных сил сопротивления (трения) при бурении наклонно-направленных скважин.
• Флюидопроявление высокоминерализованных пластовых вод. • Ухудшение коллекторских свойств продуктивных пластов.
Функции бурового раствора и требования предъявляемые к нему
1. Удаление продуктов разрушения из скважины.
2. Охлаждение породоразрушающего инструмента и бурильных труб 3. Удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии
4. Облегчение процесса разрушения горных пород на забое ü гидродинамическое воздействие струи бурового раствора ü понижения твердости горных пород
5. Сохранение устойчивости стенок скважины – непременное условие нормального процесса бурения Причина обрушения стенок: ü действие горного давления ü смачивание горных пород рыхлого комплекса, глин и глиносодержащих пород ü размывающего действия бурового раствора ü наличие веществ, способствующих разрушению горных пород
6. Создание гидростатического равновесия в системе "ствол скважины - пласт" • Если в процессе бурения давление в скважине больше пластового будет наблюдаться уход промывочной жидкости в пласт – поглощение. ü снижается уровень жидкости в скважине, что может вызвать обвалы стенок, ü теряется дорогостоящая промывочная жидкость; ü осложняется контроль за процессом промывки;
• Если пластовое давление больше гидростатического давления промывочной жидкости, возникает Опа снос ть !!! флюидопроявление – жидкость из скважины поступает на поверхность. ü загрязняется прилегающая к скважине территория, ü резко ухудшается качество промывочной жидкости, ü возможно обрушение (или пучение) стенок скважин. ü возможны выбросы и фонтаны
7. Сохранение проницаемости продуктивных горизонтов 8. Перенос энергии от насосов к забойным механизмам 9. Обеспечение проведения геофизических исследований 10. Предохранение бурового инструмента и оборудования от коррозии и абразивного износа
11. Закупоривание каналов с целью снижения поглощения бурового раствора и водопритоков 12. Предотвращение газо-, нефте, водо проявлений 13. Снижение коэффициента трения 14. Сохранение заданных технологических характеристик 15. Экологическая чистота
16. Экономическая эффективнос ть
КЛАССИФИКАЦИЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
1) 2) 3) ü ü 4) 5) вода; водные растворы; водные дисперсные системы на основе: добываемой твердой фазы (глинистые, меловые, сапропелевые, комбинированные растворы); жидкой дисперсной фазы (эмульсии); конденсированной твердой фазы; выбуренных горных пород (естественные промывочные жидкости); сжатый воздух. дисперсные системы на углеводородной основе;
По назначению буровые растворы подразделяются на: üдля нормальных геологических условий бурения (вода, некоторые водные растворы, нормальные глинистые растворы); üдля осложненных геологических условий бурения.
По способу приготовления буровые растворы бывают: üестественные; üискусственно приготовленные.
Наибольшее распространение в качестве промывочных жидкостей получили глинистые растворы. В целом их можно разделить на две группы: группы ü нормальные; ü специальные.
Буровой раствор Диз. топливо Растворы ПАВ Глинистые растворы Естественные водные суспензии Гидрогели Аэрированные растворы Пены Гидрофильные эмульсии С жидкой дисперсной фазой Полимерные С твердой дисперсной фазой Нефть Растворы солей Углеводородные С жидкой дисперсной фазой Вода Водные С газообразной дисперсной фазой Углеводородные С твердой дисперсной фазой Водные Гетерогенные (дисперсные) Известково битумные растворы Гомогенные (истинные) Гидрофобные эмульсии Инвертные эмульсии
ПАРАМЕТРЫ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ И МЕТОДЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ
Заданные свойства жидкости получают, подбирая состав и вид компонентов. Наибольшую сложность представляет получение дисперсных буровых растворов
Необходимость в регулировании свойств бурового раствора возникает в следующих случаях: 1. приготовлении - для получения раствора с заданными свойствами; 2. в процессе бурения - для поддержания требуемых функций; 3. в процессе бурения - для изменения параметров применительно к изменяющимся геологическим условиям.
Свойства бурового раствора регулируют: химической обработкой (путем введения специальных веществ реагентов); ü физическими методами (разбавление, концентрирование, диспергация, утяжеление, введение наполнителей); ü физико-химическими методами (комбинация перечисленных методов). ü
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
Требования • Измеряемые параметры должны быть общепринятыми, обязательными для всех организаций и предприятий бурения, иначе невозможно создать рекомендации по регулированию параметров в разных районах. • Методы измерения параметров долины быть едиными, в противном случае невозможно сравнивать характеристики буровых растворов, используемых в различных районах.
• Методы измерения должны быть доступными для применения непосредственно у бурящихся скважин, так как может быть нарушена оперативность регулирования их, а следовательно, и технология бурения. • Принятые методы должны быть оперативными: продолжительность измерения параметров должна быть меньшей, чем время, в течение которого может измениться состояние бурящейся скважины, иначе в скважине могут возникнуть осложнения раньше, чем будет отмечено несоответствие параметров требованиям.
• В принятых методах необходимо предусматривать такие способы отбора проб циркулирующего раствора и такие способы измерения, которые обеспечат получение характеристик, соответствующих характеристикам жидкости, циркулирующей в скважине и осуществляющей необходимые функции; • Правильно измерять их при тех же температуре и давлении, которые соответствуют данной глубине скважины.
ОТБОР ПРОБЫ БУРОВОГО РАСТВОРА И ПОДГОТОВКА ЕЕ К ИЗМЕРЕНИЮ
Порядок и место отбора проб бурового раствора: üКогда требуются сведения о жидкости, циркулирующей в скважине, пробу следует отбирать вблизи места ее выхода из скважины (устья) üДля получения характеристик жидкости, закачиваемой в скважину, пробу отбирают в конце желобов, по которым она подается к приемам насосов.
ü Если анализ производят непосредственно у буровой, пробу отбирают в количестве, необходимом для одного анализа. ü Если пробу отбирают для анализа в лаборатории, удаленной от буровой, объем ее составляет 3 - 5 л. Для получения этого объема через каждые 5 - 15 мин отбирают по 0, 5 л жидкости и сливают в одну посуду, например ведро, пропуская ее при этом через сетку от вискозиметра.
Внимание !!! • Необходимо уточнять место отбора пробы, ее объем и время между отбором пробы и ее анализом. • Существенную роль играет время между отбором пробы и анализом. Газ, вынесенный буровым раствором из скважины, может быстро улетучиться, в результате чего увеличивается ее плотность. Нагретый буровой раствор остывает, и многие характеристики ее изменяются, особенно это сказывается на величинах плотности, вязкости и содержания газа. Поэтому их определяют непосредственно у желобов буровой.
Промысловые испытания бурового раствора
ü ü ü ü Плотность бурового раствора Стабильность и суточный отстой Реологические свойства Фильтрационные и коркообразующие свойства Липкость глинистой корки Содержание песка Содержание газа Определение p. H Структурно-механические свойства Ингибирующая и консолидирующая способность Закупоривающая способность Триботехнические свойства бурового раствора Удельное сопротивление
УДЕЛЬНЫЙ ВЕС И ПЛОТНОСТЬ БУРОВОГО РАСТВОРА • Обозначается • Выражается в - - 3, г/см 3. кг/м
Характеризует способность бурового раствора осуществлять в скважине гидродинамические и гидростатические функции: ü удерживать во взвешенном состоянии и выносить из скважины частицы породы наибольшего размера; ü создавать гидростатическое давление на стенки скважины, рассчитанное, исходя из необходимости предотвращения поступления в ствол скважины нефти, газа или воды из пласта и сохранения целостности стенок скважины; ü обеспечивать снижение веса колонны бурильных и обсадных труб, в связи с чем уменьшается нагрузка на талевую систему буровой.
Измерение плотности Рычажные весы. Весы состоят из рычага, снабженного мерным стаканом для бурового раствора. Жидкость при измерении уравновешивается движком. Рычаг снабжен двумя призмами. При установке призмы в гнездо, которое находится в верхней части стойки, снабженной уровнем, измеряют плотность в пределах 1, 5 - 2, 4 г/см 3, а при установке призмы 5 - в пределах 0, 9 - 1, 6 г/см 3.
Ареометром поплавкового типа. Прибор АБР-1. ü В комплект входит собственно ареометр и удлиненный металлический футляр в виде ведерка с крышкой, служащей пробоотборником для раствора.
Техническая характеристика АБР 1: Пределы измерения, г/см 3: с калибровочным грузом 0, 9 - 1, 7 без калибровочного груза . . 1, 6 - 2, 4 Погрешность измерения, г/см 3 0, 02 Объем пробы раствора, см 3…. … 78, 5
Стабильность ü За меру стабильности принимают разность плотностей раствора в нижней и верхней частях цилиндра. ü Стабильным считается раствор, у которого С = 0, 02 -0, 03 г/см 3. в н
Суточный отстой измеряют с помощью стеклянного мерного цилиндра объемом 100 см 3, обозначают буквой 0. ü Стабильным считается раствор, у которого 0 = 3 - 4%.
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БУРОВОГО РАСТВОРА
Реологические свойства буровых растворов оказывают влияние: • на степень очистки забоя скважины от шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента • транспортирующую способность потока • величину гидравлических сопротивлений во всех звеньях циркуляционной системы скважины • величину гидродинамического давления на ее стенки и забой в процессе бурения • амплитуду колебаний давления при пуске и остановке насосов, выполнении СПО и проработке скважины с расхаживанием бурильной колонны • интенсивность обогащения бурового раствора шламом • скорость эрозии стенок скважин и др.
Оценка показателей реологических свойств производится для обоснованного выбора и целенаправленной разработки составов буровых растворов, обеспечивающих • максимизацию • механической скорости бурения • проходки на породоразрушающий инструмент • ресурса работы буровых насосов • минимизацию осложнений, связанных • • с гидроразрывами пластов, водонефтегазопроявлениями, аккумуляцией шлама в кольцевом пространстве нарушениями устойчивости стенок скважин • для управления этими свойствами в процессе бурения • выполнения инженерных расчетов, в частности, гидравлического расчета промывки скважин.
Оствальда -де Ваале. Оствальда -де Ваале (t) Реологические модели = k ( n ) = 0 + (t) Бингама - Шведова (g) K n ( g)
-пластическая вязкость ПВ, м. Па*с; - динамическое напряжение сдвига ДНС, д. Па; - коэффициент пластичности КП, 1/с; - показатель неньютоновского поведения ПНП; - показатель консистенции ПК, м. Па*с; - эффективная вязкость при скорости сдвига равной 100 с-1 -ЭВ 100 , м. Па*с; - эффективная вязкость при полностью разрушенной структуре ЭВ 10000, м. Па*с; - коэффициент сдвигового разжижения КСР
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР ВСН-3 При проведении реометрических измерений бурового раствора его температура должна составлять 21 ± 3 ºС.
Примечания Реометрические измерения от момента окончания перемешивания бурового раствора и до момента снятия последнего повторного отсчета при частоте вращения гильзы равной 200 об/мин должны проводиться непрерывно с минимально возможной продолжительностью для того, чтобы исключить тиксотропное схватывание и потерю устойчивости бурового раствора под действием центробежных и гравитационных сил.
Условная вязкость Стандартные полевые измерения вязкости бурового глинистого раствора проводятся с помощью вискозиметра буровых растворов ВБР-1 или воронкой Марша.
Техническая характеристика ВБР 1 Постоянная вискозиметра (время истечения 500 см 3 воды) при температуре 20 50 С, с …… ………………… 15 0, 5 Абсолютная погрешность постоянной вискозиметра, с 0, 5 Объем воронки вискозиметра, см 3 ………… …. 700 Длина трубки, мм ……………………… 100 Диаметр отверстия трубки, мм…………… 5, 0 0, 01 Объем мерной кружки, см 3 ………………… 500 Масса, кг: Вискозиметра ……………………… 0, 260 мерной кружки ………………………. . 0, 135 ковша ………………………. 0, 236
Условная вязкость определяется временем истечения 500 см 3 раствора через трубку из воронки вискозиметра, или заполненной 700 см 3 раствора.
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ И КОРКООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА Процессы фильтрации называют процесс разделения фаз дисперсной системы, происходящий при движении системы через пористую среду, размер пор которой того же порядка, что и размер частиц дисперсной фазы или меньше их.
Дисперсная система состоит из частиц, которые принадлежат к одной из двух групп. В первой средний размер частиц меньше, чем средний размер пор. Такие частицы проходят в пористую среду на некоторую глубину и создают корку внутри пористого тепа. Более крупные частицы не проходят в пористую среду и образуют корку на ее поверхности. Проходы, остающиеся в фильтрационной корке между более крупными частицами дисперсной фазы, перекрываются более мелкими частицами. а б Схема образования фильтрационных корок а) тонкой корки при качественном растворе б) толстой корки при некачественном растворе Фильтрация есть процесс, затухающий во времени.
Скорость фильтрации в значительной степени зависит: ü от дисперсности частиц фильтрующейся системы. ü от свойств фильтрационной корки ü от защиты частиц дисперсной фазы от агрегативной неустойчивости ü от вязкость дисперсионной среды. ü от перепада давления ü от температура
Существующие приборы для измерения водоотдачи делятся на работающие под давлением и работающие под вакуумом. Первые подразделяются на приборы, измеряющие статическую водоотдачу, и приборы, измеряющие динамическую водоотдачу наиболее распространенным в практике бурения приборам относятся ВМ-6
Определение показателя фильтрации Принцип работы прибора ВМ-6 основан на способности жидкости отфильтровываться под давлением из раствора через фильтровальную бумагу, на поверхности бумаги при этом формируется фильтрационная корка. За показатель водоотдачи (фильтрации) принимается количество жидкости, отфильтровавшееся через круглый бумажный фильтр за 30 мин при избыточном давлении 0, 1 МПа.
Техническая характеристика ВМ-6 измерения, см 3 ……………. . …. 40 Предел Цена деления шкалы прибора, см 3. ………. . 1, 0 Давление фильтрации, МПа ……. . . 0, 1 0, 01 Объем пробы раствора, см 3………. …………. . 100 Масса, кг, не более ……………. . …. 3, 3
Максимальная водоотдача, которую можно измерить непосредственно на приборах ВМ -6, составляет 40 см 3 за 30 мин. Для того чтобы можно было измерить больший показатель, к прибору прилагаются бланки с двойной логарифмической сеткой. Зависимость водоотдачи от времени на такой сетке выражается прямой линией. Толщина и качество фильтрационной корки при таком методе определения не являются показательными.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИПКОСТИ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОРКИ Этот метод определения липкости глинистой корки может быть применен и для фильтрационных корок буровых растворов любых видов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПЕСКА Под песком понимается количество (объем) всех крупных частиц, имеющихся в промывочной жидкости. Сюда относятся собственно песок, грубодисперсные частицы выбуренной породы и исходной твердой фазы промывочной жидкости. Содержание песка обозначается обычно буквой П, измеряется в %. Для промывочных жидкостей нормальным считается содержание песка до 4%. считается содержание песка 4%.
СОДЕРЖАНИЕ ГАЗА Содержание газа в растворе обозначается буквой Г и измеряется в процентах (%). • Пузырьки, находящиеся в промывочной жидкости, могут состоять из естественного газа, проникшего в жидкость из стенок скважины или из выбуренной породы. В некоторых случаях газ находится в растворенном состоянии и вследствие уменьшения давления по сравнению с давлением в скважине вскипает, образуя пузырьки. Иногда это пузырьки воздуха, захваченного на дневной поверхности или внесенного насосами, которые захватывают воздух при незаполненных приемах.
Определение газосодержания ü Наличие пузырьков в промывочной жидкости легко обнаружить, нанеся небольшое количество ее на стеклышко, по поверхности которого жидкость может стекать. ü Пузырьки видны при рассмотрении жидкости на свету. ü Их можно заметить также на поверхности жидкости, протекающей по желобам Содержание газа необходимо знать, чтобы контролировать начинающееся газопроявление в скважине
Способ определения содержания газа üДля измерения газа используют прибор ВГ-1. Присутствие газа ухудшает работу насосов, увеличивает вязкость бурового раствора.
Метод разбавления Г = 2 (250 Р),
Водородный показатель (р. Н) Наличие в промывочной жидкости водородных ионов связано с процессом диссоциации воды p. Н = lg +] [Н üВ нейтральных растворах р. Н = 7 üВ кислых р. Н < 7 и уменьшается с ростом кислотности. üВ щелочных растворах р. Н > 7 и повышается üс увеличением щелочности.
Концентрацию водородных ионов промывочных жидкостей измеряют колориметрическим и электрометрическим способами. Электрометрический способ используется для более точного определения р. Н в лабораториях на специальных приборах р. Н-метрах
СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БУРОВЫХ РАСТВОРОВ • По агрегатному состоянию и механическим свойствам дисперсные системы могут быть разделены на две группы: 1) свободнодисперсные, или бесструктурные, 2) связнодисперсные, или структурированные. Превращение находящегося в спокойном состоянии золя в гель и подвергнутого механическому воздействию геля в золь называется тиксотропией.
СТАТИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СДВИГА Предельное статическое напряжение сдвига (СНС) обозначается буквой « » и измеряется в Па. В отечественной практике применяются распространение прибор СНС-2 завода КИП. Физический смысл: условная смысл: характеристика прочности тиксотропной структуры, возникающей в промывочной жидкости после нахождения в покое в течение одной (СНС 1) или десяти (СНС 10) минут.
ПРИБОРНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СЛОЖНЫМ ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ БУРЕНИЯ
Для успешного бурения в сложных геолого-технических условиях, характеризующихся нарушениями устойчивости стенок скважин, поглощениями промывочной жидкости, прихватами бурильной колонны; большими зенитными, вплоть до 90 градусов, углами скважины и т. п. , требуется глубокая и всесторонняя оценка качества промывочной жидкости
ПОИКС используется с целью получения количественных показателей, характеризующих влияние промывочных жидкостей на разупрочнение и диспергирование глинистых и глиносодержащих пород, а также на упрочнение (консолидацию) потенциально неустойчивых пород, и выбора на этой основе оптимальных составов промывочных жидкостей
- предупреждение деформационных процессов в околоствольном пространстве скважин (кавернообразование, сужение ствола и т. п. ), представленном легкогидратирующимися, набухающими и размокающими глинами и глинистыми сланцами; - снижение интенсивности обогащения промывочной жидкости шламом при бурении в легкодиспергирующихся глинистых отложениях и, соответственно, снижение интенсивности изменения ее функциональных свойств, регенерация которых требует разбавления промывочной жидкости водой, дополнительной обработки ее химическими реагентами, и неизбежно связана с увеличением не только затрат на бурение скважин, но и загрязнения окружающей среды; - повышение устойчивости стенок скважин при бурении в генетически слабосвязанных и тектонически разрушенных горных породах; - качественное вскрытие продуктивных пластов в песчано-глинистых коллекторах.
Ингибирующую способность ( Ис ) промывочной жидкости характеризуют следующим показателем Ис = ф / в , где ф, в - время воздействия на модельные образцы до их разрушения соответственно фильтрата (фугата) испытуемой промывочной жидкости и дистиллированной воды, с. Показателем консолидирующей способности (Кс) служит продолжительность нахождения в промывочной жидкости в устойчивом состоянии сконсолидированного ею модельного образца породы.
От аналогов ПОИКС отличается универсальностью, автоматической регистрацией измеряемой величины, а также более высокой достоверностью и точностью оценки рассматриваемых показателей свойств промывочных жидкостей (Ис, Кс), способы определения которых защищены патентами № 2073227 и № 2073842 Российской Федерации
Пресс предназначен для получения модельных образцов пород, используемых для оценки ингибирующей и консолидирующей способности промывочных жидкостей
ПОЗС предназначен для выбора наиболее эффективного закупоривающего материала (наполнителя) и минимально необходимой его концентрации в промывочной жидкости с целью ликвидации ее потерь при бурении скважин в зонах поглощений и реализации управляемой приствольной кольматации продуктивных пластов без загрязнения их фильтратом промывочной жидкости.
Т р и б о м е т р предназначен для оценки триботехнических свойств промывочных жидкостей, характеризующих их способность снижать трение между контактирующими в скважине поверхностями и их износ.
Снижение коэффициента трения позволяет: - уменьшить крутящий момент при вращении колонны бурильных труб и снизить сопротивления при продольном их перемещении в скважине (при СПО), что в целом снижает энергоемкость процесса бурения; - снизить вероятность возникновения дифференциальных прихватов (затраты на их ликвидацию); - повысить ресурс работы бурильных труб и их соединений, породоразрушающего инструмента, гидравлических забойных двигателей, гидравлических частей буровых насосов; - увеличить выход керна в результате предупреждения его самоподклинок.
СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ü диспергирование ü конденсация В подавляющем большинстве случаев в технике промывочных жидкостей для приготовления дисперсных систем используют первый способ диспергирование.
До встречи по реш ению в разраб опросо откой в связа и прим нных с раство ров в сл енением бур овых ожных услови бурени ях я Герасимов Дмитрий Семёнович 625000 Тюмень, Володарского, 38, Тюм. ИУ Телефон: (3452) 360393, доб 1318 Е-Mail: gerasim tsogu. ru
