- •Очистные агенты
- •В. И. Зварыгин
- •Часть 1 очистные агенты
- •Глава 1
- •Коллоидные растворы
- •.Структура воды
- •1.2 Структура коллоидных растворов
- •1.2 Прочность структуры.
- •1.2 Вязкость воды
- •1.3 Стабильность бурового раствора
- •1.4 Водоотдача
- •1.5 Показатель фильтрации. Приборы для определения показателя фильтрации
- •1.9. Плотность промывочной жидкости. Приборы для определения плотности
- •1.7 Содержание абразивных частиц в буровых растворах. Прибор.
- •Глава 2 глинистые растворы. Растворы Общие сведения
- •2.1. Структурообразователи.
- •2.2. Структурирование глинистых растворов
- •Структурирование промывочной жидкости за счет диспергирования тердой фазы.
- •2.3. Ингибирующие глинистые растворы.
- •2.4 Неингибирующие глинистые растворы.
- •2.5. Активация и дезактивация глинистых частиц.
- •2.6. Технические средства для приготовления глинистых растворов
- •Глава 3 полимеры и полимерные промывочные жидкости
- •3.1. Полимеры – структурообразователи
- •Состав древесины
- •3.2Свойства и функции полимеров
- •3.3 Модифицирующие полимерполисолевые растворы
- •3.3.2. Экспериментальные исследования.
- •3.4. Зарубежные реагенты для приготовления промывочных жидкостей Основная классификация реагентов компании “бдс”:
- •3.5 Дезактивация дисперсной фазы гидрофобными веществами (пав, полимерами, маслами)
- •3.6 Полимерные растворы
- •3.7 Технические средства для приготовления полимерных растворов
- •Общая схема выбора промывочной жидкости
- •Глава4 растворы электролитов
- •4.1Истинные растворы
- •Теплота растворения электролитов
- •4.2Растворимость и скорость растворения электролитов.
- •Растворимость электролитов
- •Скорость растворения электролитов.
- •4.3 Насыщенные и перенасыщенные растворы.
- •4.4 Кристаллизация растворов электролитов
- •Использование процесса кристализация электролитов при бурении скважин
- •4.5 Растворы с конденсированной твердой фазой
- •Глава 5 эмульсионные промывочные жидкости
- •5.1.1 Гидрофильные эмульсионные растворы
- •5.1.2 Эмульсионные жидкости-виброгасители
- •5.2. Гидрофобные эмульсии
- •Параметры, характеризующие качество эибр:
- •Параметры, характеризующие качество виэр:
- •Параметры, характеризующие устойчивость эмульсии, для тиэр:
- •5.3. Технические средства для приготовления эмульсионных промывочных жидкостей
- •Техническая характеристика установки уэм-5
- •Техническая характеристика установки уэм-5
- •Глава 6 газообразные агенты
- •6.1. Общие понятия. Область применения. Достоинства
- •6.2. Бурение скважин с продувкой сжатым воздухом
- •Оптимальные концентрации пенообразующих пав в зависимости от минерализации пластовой воды
- •6.3. Технические средства для охлаждения и осушения воздуха
- •Техническая характеристика блока осушки завода Курганхиммаш
- •Результаты производственных испытаний осушающе-охлаждающего агрегата
- •6.4 Технические средства для очистки воздуха от шлама.
- •Глава 7 газожидкостные смеси.
- •7.1 Общие сведения.
- •7.2. Параметры, характеризующие свойства гжс
- •7.3 Пенообразователи. Регулирование свойств гжс
- •7.4. Технические средства получения и нагнетания газожидкостных смесей
- •Заключение
- •Часть II. Стабилизация в неустойчивых стенок скважин. Задачами второй части исследований являются:
- •Глава8.Общие сведения о структуре горных пород.
- •8.1 Химические связи в минералах
- •8.2. Межмолекулярные связи в горных породах.
- •8.3 Поверхностная энергия горных пород.
- •8.4 Устойчивость стенок скважин.
- •Глава9. Промывочные жидкости для бурения уплотненных глинистых пород.
- •9.1. Класификация глинистых пород
- •Значения коэффициента для различной плотности глины
- •9.2. Осложнения при бурении уплотненных глинистых пород.
- •9.2.1. Механизм увлажнения и набухания глин.
- •9.2.2. Фильтрация воды в горные породы.
- •9.2.3. Разупрочнение уплотненных глин.
- •9.2.4. Диспергирование и размывание глин.
- •9.2.5. Влияние гидравлического давления на увлажнение глины.
- •9.2.6. Влияние горного давления на увлажнение глины.
- •9.3. Промывочные жидкости, применяемые для профилактики осложнений в уплотненных глинах
- •9.4. Основные направления выбора промывочной жидкости для бурения глинистых пород
- •9.5. Анализ эффективности применяющихся глинистых растворов для бурения уплотненных глин.
- •9.6. Анализ эффективности полимерных и полимерглинистых растворов.
- •9.7. Анализ эффективности ингибирующих растворов
- •Глава10. Промывочные жидкости для бурения неуплотненных глинистых пород.
- •10.1. Глинистые неуплотненные породы. Осложнения при их бурении.
- •10.2. Анализ влияния электролитов на увлажнение и прочность неуплотненной глины.
- •Зависимость пластической прочности образца глины от влажности к2
- •10.3. Влияние полимеров и полимерсолевых растворов на увлажнение и прочность неуплотненных глин.
- •10.4. Полимерполисолевые промывочные жидкости, для бурения неуплотненных глин .
- •11.2. Влияние технологических параметров бурения на раскрытие трещин и осложнение. Общие понятия.
- •11.3. Факторы, влияющие на осложнения горных пород.
- •11.4. Промывочные жидкости. Механизм их действия. Анализ эффективности.
- •Глава12. Промывочные жидкости для бурения трещиноватых горных пород.
- •12.1. Трещиноватые горные породы
- •12.2. Поглощение промывочной жидкости в трещиноватых породах
- •12.3. Мероприятия по предупреждению поглощения промывочных жидкостей
- •12.4. Анализ эффективности различных наполнителей для закупорки способность трещин
- •Закупоривающая способность глинистых паст
- •Определение закупоривающей способности вол
- •Закупоривающая способность вус
- •Зависимость объема тампонажной смеси от состава ее компонентов
- •Глава 13 промывочные жидкости для бурения соленосных отложений
- •13.1. Соленосные отложения. Осложнения.
- •13.2 Растворение и размывание соленосных отложений.
- •Скорость растворения галита в перемешиваемом малоглинистов растворе, м/с10-7 (емкость 10л)
- •Размывание хемогенных пород
- •Зависимость скорости и константы растворения соли от скорости потока
- •13.3 Пластические деформации хемогенных пород.
- •Промывочные жидкости, применяемые в России при бурении соленосных отложений
- •13.5 Лигниноглинистые растворы
- •Заключение
- •Библиографический список к первой части
- •Часть I.Очистные агенты
- •Глава 1 Коллоидные растворы……… ………. …………………………………..3
- •Глава3Полимеры и полимерные промывочные жидкости …………………50
- •Глава 4 Растворы электролитов.…………………………………………………77
Глава 3 полимеры и полимерные промывочные жидкости
Полимеры – это органические коллоидные системы с конденсированной фазой (звеньями) и активными (гидрофильными) функциональными группами.
Это соединения, молекулы которых состоят из большого числа атомных группировок (звеньев), сконденсированных химическими связями в длинные цепи.
Число звеньев в цепях называют степенью полимеризации. Величина степени полимеризации для различных полимеров варьирует в широких пределах от нескольких десятков до 10000 и более. Полимеры с низкой степенью полимеризации называют олигомерами. Высокомолекулярные полимеры могут иметь молекулярный вес порядка 104 – 106.
3.1. Полимеры – структурообразователи
Для приготовления промывочных жидкостей обычно применяют полимеры с полярными функциональными группами, способными активно взаимодействовать с полярными молекулами воды. Такие полимеры получают путем химической обработки природных полимеров (крахмал, целлюлоза) или в результате синтеза мономеров акриловой кислоты.
Для приготовления промывочных жидкостей используют полимеры (биополимеры) с небольшими добавками бентонита или без него. Полимеры применяют как для частичной замены твердой (глинистой) фазы более эффективным структурообразователем так и получения самостоятельной полимерной промывочной жидкости . Низкое содержание глинистой фазы способствует повышению механической скорости и производительности бурения, сохранению номинального диаметра скважин, уменьшению гидравлических сопротивлений при их промывке, снижению материалоемкости буровых растворов.
В настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплен большой опыт примениня этих систем. Разработан целый ряд различных полимеров (полисахаридов, эфиров целлюлозы, полиакрилатов) (табл. 3.1.)
Таблица 3.1,
Полимеры, применяемые для приготовления промывочных жидкостей
Полимер |
Тип полимера |
Функциональная группа |
Солестойкость |
Крахмал МК=крахмал+Kal(SO4)2 |
Полисахарид |
OH- |
До насыщения |
Декстран = крахмал + Kal(SO4)2 |
|||
КМЦ = щелочная целлюлоза + ClCH4COONa |
Целлюлоза |
OH-, COONa |
NaCl до насыщения |
Карбофен = КМЦ + ФЭС |
|||
Карбосульфид = КМЦ + Na2S |
|||
Карбосил = КМЦ + NaSiO3 |
|||
Карбосульфат = КМЦ + сульфоэфирцеллюлозы(СЭЦ) |
OH-, COONa, SO3 |
NaCl до насыщения, CaCl до 6% |
|
КМОЭЦ = КМЦ + оксиэтан |
OH-, COONa-, CH2-, CH2OH |
NaCl CaCl до 10% |
|
МКМЦ = КМЦ + метаксил |
OH-, COONa-, COOCH3 |
||
ММЦ = щелочная целлюлоза + CH3Cl |
OH-, OCH3 |
CaCl до 6% |
|
Гипан = (К - 4) = ПАН + щелочь(Na, K, Li) |
Полиакрилаты(синтетические полимеры) |
CN, CNH2, COONa |
CaCl до 15% |
К – 7 = ПАН + Na3PO4 |
NaCl до 10% |
||
K – 9 = х/волокно |
|||
Нитрон + NaOH |
|||
K – 10 = ПАН + Na2S |
|||
ПАА |
|||
ГПАА = ПАА + NaOH |
ПАА |
CaCl2 до 5% |
|
РС-1 – ПАА |
CONH2OH CONH2 |
NaCl до 15% |
|
РС-2 = РС-1 + Na5P3O10 |
|||
PC-4 = PC-1 + Na2CO3 |
|||
Метас = сополимер МАК + МАА |
COOH, COCH2 |
COOH, COCH2 |
|
М-14 = сополимер МАК+МАА |
COOH, COOCH3 |
COOH, COOCH3 |
NaCl до насыщения |
Лакрис-20 = М-14 + термостойкий компонент |
Природные структурообразователи. К природным структурообразователям относят полисахариды - составные части древесины и их производные.
Древесина состоит из целлюлозы, лигнина и других полисахаридов, которые объединяются под общим названием "гемицеллюлозы". Кроме того, в древесине содержится жир, смола и т.д.
Примерный состав древесины показан в таблице.