
- •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
9.2.2. Фильтрация воды в горные породы.
Насыщение глинистых горных пород водой происходит не только за счет поверхностной энергии частиц, но и за счет отфильтровывания воды из раствора в поры и трещины пород под давлением столба жидкости в скважине. С увеличением давления жидкости будет увеличиваться скорость насыщения.
При фильтрации воды в трещинах и капиллярах возникает сопротивление ее движению в результате трения молекул, возникающего под влиянием электрического поля частиц и межмолекулярного взаимодействия.
В стационарной жидкости ранее было установлено, что прочность структуры столбика воды с увеличением диаметра капилляра d будет снижаться в соответствии с формулой
, При циркуляции жидкости в трещинах и порах подвижность молекул (их перемещение друг относительно друга) возрастает, что приводит к снижению их взаимодействия, снижению прочности структуры воды.
Давление, необходимое для циркуляции жидкости в капиллярах при ламинарном режиме,
,
Скорость течения жидкости по капилляру
т.е. скорость фильтрации жидкости прямо пропорциональна корню квадратному из перепада давления и обратно пропорциональна корню квадратному из времени фильтрации.
Практически длина капилляра в горной породе за счет извилистости пути движения жидкости будет больше в = 1-1,5 раз. Суммарный удельный поток через пористое тело равен общему потоку через все капилляры, приходящиеся на единицу площади сечения тела, или через их общее сечение. Обычно общее сечение капилляров принимают равным пористости тела. Тогда, учитывая коэффициент извилистости, получим:
,
Расход воды, фильтрующейся через некоторое сечение горной породы, будет с течением времени понижаться:
,
Средний диаметр капилляров получают экспериментальным путем.
9.2.3. Разупрочнение уплотненных глин.
Оценку влияния гидратации на разупрочнение уплотнённых глин в условиях, приближенных к скважинным, провели В. Л. Михеев, М.М, Липкес, В.И. Козлов И Л.Г. Данилова на стенде УИГС-600М [7]. Объектами исследования служили образцы саригюхского бентонита, биклянского суббетонита и дружковской гидрослюдистой глины. Образцы цилиндрической формы, плотностью до 2230 кг/м3 размером 30х30 мм прессовались под давлением 37-75 МПа и затем помещались в камеру высокого давления, где нагружались всесторонним давлением (боковым, вертикальным) 20 МПа, а с внутренней полости образца-цилиндра создавалось гидростатическое противодавление растворов электролитов различной концентрации. С течением времени под воздействием растворов происходило увлажнение образца, его разупрочнение, пластические деформации и релаксация напряжений. Релаксация напряжений записывалась на лентах потенциометров ЭПП-09-МЗ. Полученные результаты обрабатывались.
Результаты влажности и коэффициента разупрочнения заносились в таблицы, а затем по ним строились графики изменения влажности и коэффициента разупрочнения во времени. На рис.9.1. показано изменение влажности и разупрочнения уплотненной биклянской глины под воздействием воды.
Р
ис.9.1.Изменение
влажности и разупрочнения уплотненной
биклянской глины при взаимодействии с
водой: 1 - влажность глины W,%;
2 - коэффициент разупрочнения К.
Разупрочнение глины определялось по коэффициенту, представляющему собой отношение текущего изменения прочности в породе i к первоначальной прочности о:
,
Обработка и анализ полученных кривых позволили авторам сделать вывод, что коэффициент разупрочнения обратно пропорционален влажности образца:
,
где Wо- исходная влажность, Wi - текущая влажность.
Подставляя значения К из формулы (9.15) в формулу (9.16) получим
,
т.е. прочность уплотненной глины при всестороннем сжатии понижается обратно пропорционально ее влажности.