32.Полиакрилаты. Гипан.

Гипан (гидролизованный полиакрило-нитрил) – исп. для ↓Ф₃₀ растворов при ↑t⁰С. Он эффективен в пресных р-рах до температуры 200-250⁰С. При содержании в р-ре каменной соль термостойкость ↓ до 180. с легко растворимыми солями Mg и Са гипан реагирует собразованием нерастворимых солей, теряя эффективность. В связи с этим его нельзя прим. в БР, содержащих Са и Mg. Гипан получается в рез-те щелочного гидролиза полиакрилонитрила на предприятиях хим. пром. и поставляется бур. организациям в виде реагента 10-15% концентрации.

В33.Полиакриламид. Характеристика и область применения.

Представляют собой жидкость от белого до желтого цвета (порошок белого цвета), обычно 8% - концентрации, хорошо растворяющийся в воде. Небольшие добавки ПАА в бур Ра-р вызывают сильную флокуляцию глинистых частиц и шлама, и часто используются для улучшения очистки бур р-ра. Для приготовления гидролизованного полиакриламида, в глиномешалку загружают 600 кг 8% ПАА, 60 кг щелочи, 60 кг триполифосфата натрия и добовляют воды до 4 м3. Перемешивание осуществляется до получения однородной смеси. Такой реагент раз-ся РС-2. Наиболее целесообразно его применять для снижения показателя фильтрации неминерализованных бур р-ров с низким содержанием тв фазы. При бурении скв с высокими температурами на забое обработка неминерализованных бур р-ров гидролизованными полиакриломидом совместно с хромпиком обеспечивает поддержание на низком уровне показателя фильтрации и условной вязкости.

В34.Поверхностно – активные вещества (ПАВ)

ПАВ используются:1)Для улучшения качества вскрытия продуктивного пласта;

2)Для получения пен, аэрированных жидкостей и эмульсий; 3)Для снижения твердости го породы; 4)Для повышения смазочной способности бур р-ра; 5)В качестве пеногосителей и деэмульгаторов

Сульфонол – порошок или жидкость – желтого цвета, хорошо растворяется в воде. Назначения сульфонола:1)Реагенты для вскрытия продуктивного пласта. С=0,2-1,5%; 2)Стабилизатор пен (вода+сульфанол+воздух). С=1,5-2%

3)Эмульгатор 1-го рода (глинистый р-р+нефть+сульфанол); 4)Немного улучшает смазочную способность.

ОП-10(20) – неиногенное вещество, представляет собой жидкость светло – желтого цвета или желтоватый порошок хорошо растворимый в воде.

Используется:1)Для вскрытия продуктивный пластов. С=1-2%; 2)стабилизатор пен. С=1-2%; 3)Эмульгатор 1-го рода. С=0,2-0,5%

Эмультал – отход переработки древесины, каменного и бурого угля, и нефтяного кокса. Представляет собой маслянистую жидкость или пасту хоошо растворимую в углеводородной жидкости. Используется, как эмульгатор 2-го рода, при содержании:С=0,2-0,5%

Украмин – паста, от светло – желтого до темно – коричнего цвета, хорошо растворяется в углеводородной жидкости, и применятся в качестве эмульгатора 2-го рода. Прогалит – жидкость, от желтого до коричнего цвета, с содержанием основного вещества до 60%. Используется в качестве детергента в количествах до 0,2% и пеногасителя в малоглинистых растворах, обработанных ОЭЦ.

В35.Приготовление буровых растворов методом диспергирования.

Заключается в изменении исходного материала (глинистой породы).Для приготовления р-ров разделяется на стадии:1)Дробление глинистой породы или мела в заводских условиях в спец шаровых мельницах;2)Смешивание порошков с водой;3)Пептизация глинистых агрегатов;4)Стабилизация бур р-ра. Пептизация – это разрушение глинистых пакетов или агрегатов в результате физико – хим взаимодействий с водой (например осмотический массоперенос). А₀- работа на разрушение глин породы, которая в виде свободной поверх энергии накапливается в гранич слое. А₀Е₁ – уменьш свободной поверхностной энергии в результате адсорбции на поверхности раздела фаз, пузырьков воздуха и воды. Е₁А₁ – увеличивается свобод поверх энергии в результате мех перемешивания глин суспензии. А₁Е₂ – уменьшение свобод поверх энергии при вытеснении пузырьков газа с пов-ти водой. А₂ – работа на нагрев системы. А₂Е₃ – уменьшение свобод повер-ной энергии в результате пептизации глинистых пакетов и агрегатов. Е₃ – нестабилизированный глинистый р-п. А₃ – работа на перемешивании хим реагентов и обработку глин суспензии (линейные полимеры). А₃Е₄ – уменьш свободной повер энергии в результате первоначальной адсорбции полимеров на пов-ти раздела фаз. А₄ – работа на дополнительное перемешивание глинистой суспензии с целью равномерного распределения полимерных реагентов в объеме р-ра. А₄Е₅ – снижение свободной поверхности энергии за счет глубокой пептизации и адсорбции полимера на всей пов-ти. Если полимер адсорбции на всей пов-ти раздела фаз, то Е₅ стремится к нулю в этом случае говорят о полной стабилизации бур р-ра. Чем > свободная энер пов-ти, тем сильнее процессы коагуляции и …Метод для получения эмульсий используется и тд.(рисунок на обратной стороне)

В36.Химическая конденсация как один из методов получения буровых растворов.

Заключается в укруплении частиц. Хим конденсация заключается в образовании нераствор или мало раствор соединений при слиянии двух или нескольких истинных р-ров: 1)соль+основание Me’(OH)+Me”X→Me”(OH)↓+Me’X; 2)кислота и щелочь HX+Me(OH) →MeX↓+H₂O; 3)кислота и соль HX+MeY→MeX↓+HY; 4)соль и соль Me’X+Me”Y→Me’Y+Me”X. Если в результате хим реакции образуется не расвторимое основание, то такой р-р называется – гидрогель. Если образуется не растворимая соль, то такой р-р носит название – солегель. Пример: Получить гидрогель алюминия : NaOH+Al₂(SO₄)₃→Al(OH)₃↓+Na+SO₄. Получить карбонатный солегель: CaCL₂+Na₂CO₃→CaCO₃↓+Na+CL.Два раствора→ не растворимое соед. Получить гипсовый солегель: CaCL₂+Al₂(SO₄)₃→CaSO₄↓+AL+CL.(Табличка растворимости).

В37.Классификация буровых растворов.

В соответствии с исходными жид фазами, являющимся основой бур р-ра, можно выделить р-ры на водной основе и р-ры на УВ основе (РУО). Наиболее важными признаками явл-ся сос-в дисперсионной среды. В водной р-рах наибольшее распространение получили дисперсные системы на основе глины. В зависимости от кол-ва глин частиц их подразделяют на: безглинистые, если содержание глин частиц не превышает содержания др частиц; малоглинистые, если глин частиц не более 10% и глинистые. В качестве дисперсной среды также используются извястники, гидрогель магния; в соответствии с дисперсной фазой такие р-ры различают на известковые, гидрогель – магниевые, алюминатные и тд. Для РУО в кач-ве дисперсной фазы используют частицы окисленных битумов и известняки, в соответствии с этим р-ры получили название известково-бутимных (ИБР). Другими классификационными признаком может служить величина минерализации жид фазы. Р-ры можно подразделить на слабоминерализованные при содержании солей до 3%; среднеминерализованные при содержании солей от 3 до 20% и высокоминерализованные (рассолы) при минерализации свыше 20%. Минеральные соли различными образом влияют на св-ва бур р-ров. По этой причине кроме степени минерализации бур р-ры целесообразно подразделять по сос-ву минерализации на : 1)хлорнатриевые;2)гипсоангидритовые;3)хлоркальциевые;4)хлормагниевые;5)сульфатномагниевые;6)хлоркалиевые и др. В зависимости от содержания утяжелителя бур р-ры подразделяются на утяжеленные и неутяжеленные. По степени содержания газа в р-рах их подразделяют на обычные и аэрированные. Отдельную группу составляет газ (воздух), который иногда применяется при бурении скв.

В39.Ингибирующие известковые и гипсовые растворы.

Известковые бур р-ры представляют собой многокомпонентную систему состоящую из глины, воды, извести, каустика и реагенты понизители вязкости и показателя фильтрации. Кол-во извести, содержащееся в известковом бур р-ре, значительно превышает ее растворимость и достигает 5%. Растворимость извести снижает с ростом темп и в присутствии гидроокиси натрия, добавки которого составляют 0,2 – 0,85%. Высокая концентрация извести обусловливает способность системы к некоторому саморегулированию. Известь вводится в виде пушонки, кипелки, известкового молока и иногда цемента. Известковый бур р-р содержит в фильтрате от 0,15 до 0,3г/л ионов кальция, источником которого явл-ся известь. Порядок ввода реагентов при первичной обработке, который не вызывает резкого загущения, следующий: понизитель вязкости – щелочь – стабилизатор – известь. При последующих обработках уже не имеет значения очередность введения реагентов. В кач-ве понизителя фильтрации известковых бур р-ров применяют крахмал, КМЦ,КССБ, акриловые полимеры и УЩР. В следствии большого содержания в системе извести и щелочи величина рН известковых бур р-ров иногда превышает 12. Для регулирования структурно - мех св-в и вязкостных св-в известковых бур р-ров иногда применяются нитролигнил, ССБ, а при относительно высоких темп (80-120 С)- соли хромовых кислот. Гипсовые бур р-ры – многокомпонентные системы, включающие гипс, известь, реагенты – понизители условной вязкости и показателя фильтрации. Назначение извести регулирования рН. Оптимальное значение рН гипсовых бур р-ров находится в пределах 8,5-11. В кач-ве понизителей показателя фильтрации можно применять любые устойчивые к солям кальция реагенты и нельзя применять УЩР и акриловые полимеры. Исходный бур р-р разбавляют для снижения концентрации, тв фазы, вводят реагенты понизитель вязкости, затем известь, гипс и гелеагент – понизитель показателя фильтрации. При последующих обработках порядок ввода реагентов имеет меньшее значение. При высокой темп, наряду с добавками ФХЛС или ОССБ, целесообразно введением (раздельно) солей хромовых кислот для регулирования вязкостных и структурно- мех св-в гипсовых бур р-ров. Гипсовые бур р-ры не затвердивают при высокой темп и легко поддаются утяжелению обычными утяжелителями. При первичной обработке, как правило вводят 1,5-2% гипса, а при последующих 0,1-0,3%. Как известно, растворимость гипса невысокая и составляет 0,204% при 20 С, понижаясь с ростом темп. Поэтому бур р-р относится к саморегулирующимся системам

В40.Калиевые и полимер - калиевые растворы.

Калиевые р-ры содержат в кач-ве ингибирующих электролитов соединения калия. Действие калиевых р-ров обусловлено наличием ионов калия в глинистых минералах. Наиболее быстрое насыщение глин ионами калия происходит при РН=9-10. Калиевые р-ры эффективны при бурении неустойчивых глин.сланцев. Существует ряд разновидностей калиевых р-ров,отличающихся составом и некоторыми сво-ми: хлоркалиевые и калиево-гипсовые р-ры.

В41.Высококальциевые буровые растворы.

Хлоркальциевый бур р-р при концентрации ионов кальция более 0,4 г/л наряду с повышенной глиноемкостью приобретают способность упрочнять глинистые породы. Хлористый кальций вводят в хлоркальциевый бур р-ры в кол-ве 0,25-1,7%, что соответствует содержанию в фильтрате примерно от 0,4 до 5 г/л ионов кальция. Повышение концентрации ионов кальция в фильтрате от 0,4 до 3,5 г/л вызывает увеличение ингибирующего и крепящего эффекта. Введение хлористого кальция снижает рН. Хлоркальциевый бур р-р с низким показателем рН=6-7 поддаются стабилизации только лигносульфонатами. Для активации и ионообменных процессов величину рН стремятся удержать в щелочной области (8-10 и более). Применение каустика нежелательно, потому как, реагируя с хлористым кальцием, все равно образует гидроокись кальция. Для регулирования высококальциевого бур р-ра применяют известь или сочетание извести и гидроокись натрия. При высоких значениях рН в кач-ве реагентов стабилизаторов наряду с КССБ-1,КССБ-2 применяют КМЦ-500,600,700 и крахмал. Реагенты понизители вязкости в кач-ве которых наибольшее применение получили окзил, ФХЛС. Недостатки ВКР явл-ся низкая термостойкость. Нагревание стимулирует в них коагуляционные процессы, заторможение действием защитных реагентов. Повышение термостойкости ВКР достигает путем использования в кач-ве реагентов- понизителей показателя фильтрации КССБ-2, термостойких производных КМЦ, а в кач-ве реагентов понизителей вязкости – окзила, ФХЛС.

В42.Силикатные буровые растворы.

Силикатные р-ры содержат в кач-ве ингибирующей добавки силиката натрия. Они применяются для повышения устойчивости ствола скв при разбуривании осыпающихся пород. Принцип упрочнения сланцев основан на легком проникновении жидкого стекла в трещины и поры стенок скв и быстром выделении геля кремниевой кислоты, цементирующей поверхности ствола. Р-ры не пригодны при разбуривании мощных отложения гипсов и ангидритов. Силикатный р-р готовят из предварительно гидратированного в пресной воде глинопорошка. В который вводят УЩР, КМЦ и силикат натрия. Оптимальное значение рН, при котором р-р считается термостойким, находится в пределах 8,9-9,5. Повышение структурно-мех характеристики достигается вводом пасты, приготовленной из бентонитового глинопорошка с добавкой УЩР. Малосиликатные бур р-ры с содержанием от 2 до 5% силиката натрия малочувствительны к содержанию нефтепродуктов до 12%.

Один из крупных недостатков этих систем – трудность регулирования фильтрационных свойств даже при невысоких (до 100 С) температурах.

В лабораторных условиях в качестве стабилизаторов были использованы крахмал и КМЦ. Один с серьезных недостатков является сложность регулирования вязкостных и структурно-механических показателей. Избыточное добавка щелочи приводит к затвердению раствора.