
- •Лекция № 1. Введение. Основное содержание дисциплины. Понятия о технологии промывки скважин.
- •Лекция № 2. Функции бр. Требования к бр.
- •Лекция № 3. Бр как дисперсные системы (дс). Их свойства, классификации.
- •Классификация по агрегатному состоянию
- •Классификация по межфазному взаимодействию
- •Лекция № 4. Применение воды, воздуха и газов в качестве бр.
- •Лекция № 5. Растворы на водной основе. Типы глин для приготовления глинистых растворов.
- •Лекция № 6. Основные технологические параметры бр.
- •Лекция № 7. Физико-химические процессы в глинистых растворах. Свойства глинистых растворов.
- •Лекция № 8. Разновидности гр и условия их применения (ингибированные, солевые, полимерные и др.)
- •Нестабилизированные глинистые суспензии и суспензии из выбуренных пород.
- •Безглинистые солестойкие растворы (бск)
- •Лигносульфонатные растворы.
- •Полимерные недиспергирующие растворы.
- •Ингибированные растворы.
- •1. Алюминатные растворы
- •2. Известковые растворы с высоким рН
- •3. Кальциевые растворы
- •4. Известковый раствор с низким рН
- •5. Хлоркальциевые растворы
- •6. Калиевые растворы
- •Лекция № 9. Эмульсионные буровые растворы. Растворы на углеводородной (нефтяной) основе
- •Известково – битумный раствор (ибр).
- •Лекция № 10Химические реагенты, применяемые при приготовлении буровых растворов.
- •Реагенты «m-I drilling swako» (сша)
- •Лекция № 11. Обработка буровых растворов.
- •Лекция № 13. Циркуляционная система буровой установки. Очистка бр.
- •Лекция № 14. Способы и оборудование для очистки и дегазации бр.
- •Механическая очистка
- •Оборудование для очистки с помощью центробежных сил.
- •Дегазация бурового раствора.
- •Лекция № 15. Выбор типа бр, его состава и свойств
- •Лекция № 16. Общая характеристика применения тр. Классификация тм.
- •Классификация тм и тр
- •Лекция № 17. Базовые тампонажные материалы (тампонажный портландцемент, активные и инертные добавки) Тампонажный портландцемент (тц)
- •Добавки, вводимые при помоле цемента.
- •Инертные минеральные добавки
- •Активные минеральные добавки
- •Лекция № 18. Разновидности пц. Физико-химические процессы твердения тр. Гидратация и гидролиз.
- •Физико-химические процессы твердения тр. Гидратация и гидролиз.
- •Лекции № 19 - 20. Основные свойства тампонажного порошка, раствора и камня Свойства тампонажного порошка.
- •Свойства цементного раствора (цр)
- •Свойства цементного камня
- •Лекции № 21- 22. Коррозионностойкие, термостойкие, расширяющиеся, на основе силикатных материалов цементы.
- •Пуццолановые цементы
- •Глиноземистый и гипсоглиноземистый цементы
- •Карбонатный цемент
- •Песчанистый портландцемент
- •Шлакопортландцемент
- •Модифицирование тампонажных цементов с целью повышения их коррозионной стойкости.
- •Термостойкие тц
- •Расширяющиеся тц.
- •Тм на основе силикатов щелочных металлов.
- •Лекции № 23 – 24. Тм на основе вяжущих веществ, металлургические шлаки, магнезиальный цемент, облегченные, утяжеленные тр. Гипсовые вяжущие вещества.
- •Металлургические шлаки.
- •Магнезиальный цемент.
- •Модифицированные тм.
- •Облегченные тц и тр.
- •Утяжелители. Утяжеленные тц и тр.
- •Карбонатные утяжелители
- •Баритовые утяжелители
- •Железистые утяжелители
- •Свинцовые утяжелители
- •Утяжеленные тц.
- •Лекции № 25 – 26. Тр, затворенные на растворах солей и другие виды тр. Тр, затворенные на концентрированных растворах солей.
- •Другие виды тр. Нефтецементные растворы
- •Полимерные растворы
- •Тампонажные пасты.
- •Лекция № 27. Тампонирующие смеси для борьбы с поглощениями при бурении.
- •Быстросхватывающиеся смеси.
- •Лекция № 28. Контроль качества тм.
- •Лекция № 29. Технология приготовления тампонажных составов.
- •Лекция № 30. Охрана окружающей среды и мероприятия по тб при промывке и тампонировании скважин.
3. Кальциевые растворы
Кальциевые растворы - ингибирующие глинистые БР, содержащие кроме глины, воды, нефти и утяжелителя, реагентов – понизителей вязкости, фильтрации и регуляторов щелочности специальные вещества – носители ионов кальция.
Действие их заключается в основном в предотвращении перехода выбуренной глины в натриевую форму, в переводе натриевой глины в кальциевую, в результате чего снижаются гидратация и набухание сланцев.
4. Известковый раствор с низким рН
Известковый раствор с низким рН - кальциевый буровой раствор, содержащий в качестве ингибитора-носителя ионов кальция гидроксид кальция, более высокая растворимость которого обеспечивается пониженным значением рН раствора (9-9,5). Этот раствор предназначен для разбуривания глинистых отложений; температурный предел 1600 С.
В процессе бурения контролируют содержание кальция в фильтрате, содержание извести в растворе и рН раствора.
Основные характеристики раствора следующие: содержание извести должно поддерживаться в пределах 0,5 – 1 г/л, содержание ионов кальция в фильтрате - 500-600 мг/л.
5. Хлоркальциевые растворы
Хлоркальциевый раствор (ХКР) - ингибирующий кальциевый раствор, содержащий в качестве ингибирующей добавки хлорид кальция.
Установлено, что оптимальное содержание катионов кальция, при котором достигается ингибирование, составляет3000 – 5000 мг/л. Хлоркальциевые растворы наиболее эффективны при разбуривании аргиллитов. Присутствие в фильтрате бурового раствора ионов кальция способствует значительному сокращению осыпей и обвалов при разбуривании неустойчивых аргиллитоподобных отложений. Вследствие отсутствия эффективных кальциестойких реагентов термостойкость его ограничена (100 ОС).
В процессе бурения контролируют содержание кальция в фильтрате и общую минерализацию. Готовят глинистую суспензию на пресной воде, которую обрабатывают КМЦ и КССБ. Одновременно с КССБ в раствор добавляют пеногаситель. После получения оптимальных показателей раствор обрабатывают хлоридом кальция и известью.
6. Калиевые растворы
Калиевые растворы содержат в качестве ингибирующих электролитов соединения калия. Действие калиевых растворов обусловлено насыщением ионами калия глинистых минералов. Наиболее быстрое насыщение глин ионами калия происходит при рН = 9 – 10.
Калиевые растворы эффективны при бурении неустойчивых глинистых сланцев. Существует ряд разновидностей калиевых растворов, отличающихся составом - и некоторыми свойствами – это хлоркалиевые (содержат хлорид калия), калиево – гипсовый и др.
Лекция № 9. Эмульсионные буровые растворы. Растворы на углеводородной (нефтяной) основе
Добавка нефтепродуктов применяется для улучшения качества БР, предупреждения или ликвидации различных осложнений в скважине.
Существуют эмульсии первого рода, в которых нефть в водной среде находится в виде мельчайших частиц - глобул, и эмульсии второго рода, когда частицы воды распределены в нефтяной среде. Эмульсии второго рода называются также инвертными эмульсиями.
Нефтяная добавка придает раствору новые свойства, благодаря которым повышается качество бурового раствора, улучшаются его водоотдача и вязкость, а также буримость пород, предупреждается сальникообразование, уменьшаются затяжки и прихваты бурильной колонны, снижается гидравлическое сопротивление при прокачке раствора.
Основным показателем качества эмульсий является их устойчивость, которая определяется по отстою нефти. Для придания эмульсии устойчивости применяются специальные реагенты – эмульгаторы, хотя глина и защитные химические реагенты типа УЩР, КМЦ, крахмала и другие также обладают эмульгирующим свойством.
Эмульсионные растворы хорошо совместимы с различными видами химической обработки, поэтому любой буровой раствор можно сделать эмульсионным. К ним можно отнести также буровые растворы со смазочными добавками.
Благодаря многочисленным преимуществам эмульсионные буровые растворы получили широкое распространение, однако с внедрением смазочных добавок несколько сократился объем их использования.
Растворы на нефтяной основе очень сложны по составу, более дорогие, чем буровые растворы на водной основе, поэтому они используются там, где промывка скважин растворами на водной основе не обеспечивает нормальной проходки скважин. Кроме того, эти растворы применяются для вскрытия продуктивных пластов с целью сохранения их естественной проницаемости.
Компонентами растворов на нефтяной основе являются: нефтяная среда, структурообразователь в виде коллоидной фазы, стабилизирующие вещества и при необходимости утяжелитель. В широко используемой в нашей стране рецептуре растворов на нефтяной основе в качестве нефтяной среды используется дизельное топливо, в качестве структурообразователя и коркообразующего компонента – высокоокисленный битум. Фильтрация регулируется введением недостающих количеств битума и эмульгаторов. Вязкость раствора снижается разбавлением его дизельным топливом, уменьшением содержания битума, удалением эмульгированной воды. Предельное статическое напряжение сдвига регулируется с помощью ПАВ. Устойчивость битумных растворов, особенно при повышенных температурах, обеспечивается введением реагентов – стабилизаторов (мыла на основе жирных кислот, окисленного петролатума, нафтеновых сульфокислот, НЧК и др.).
Состав типового битумного раствора: 70 – 85% дизельного топлива, 15 – 20% порошкообразного окисленного битума, 1 % окисленного парафина и 1% каустика.
Инвертные эмульсии.
Эти эмульсии еще называют обратными, или эмульсиями второго рода, когда вода в виде мельчайших частиц распределена в нефти. Инвертные эмульсионные БР значительно дешевле растворов на нефтяной основе, менее чувствительны к попадающей в них в процессе бурения воде.
Свойства этих эмульсий легко регулируются, однако трудностью в использовании их является загустевание от избытка воды, а также обратимость при недостаточной стабилизации, т. е. превращение эмульсии второго рода в эмульсию первого рода.
Существует ряд рецептур инвертных эмульсионных буровых растворов с содержанием воды от 15 до 95 %. Одна из рецептур с высоким содержанием воды основана на применении высокоэффективного эмульгатора на основе таллового масла (эмультала). Состав такой эмульсии следующий: воды 70 – 95 %, эмультала 0,5 – 1,5 %, твердой фазы (окисленный петролатум или глина) 2 – 3 %, нефтяной фазы 5 – 30 % .
Растворы на нефтяной основе и инвертные эмульсии обладают инертностью к неустойчивым породам: они не растворяют пластовую соль, в них не размокает глина. Эти растворы имеют технологические преимущества перед буровыми растворами на водной основе, особенно при проходке неустойчивых солевых и глинистых пород. При использовании их практически не происходит размыва стенок скважины в процессе бурения мощных пластов соли, отсутствует кавернообразование, не набухают и не обрушиваются глинистые породы.
Кроме того, с применением растворов на нефтяной основе и инвертных эмульсий повышается скорость бурения, предупреждаются прихваты бурильной колонны. Особенно эффективно применение этих растворов при вскрытии и освоении продуктивных пластов. При этом сохраняется естественная проницаемость коллекторов, снижается время освоения скважин, повышается их дебит.
Инвертные эмульсии отличаются высокой стабильностью свойств. Они устойчивы при большом количестве выбуренной породы.