Вопрос17 Эмульсионные буровые растворы.

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, 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.

Вопрос 18

Применение положений физической и колоидной химии, в первую очередь физико-химии дисперсных систем и поверхностных явлений, в технологии приготовления и регулирования свойств глинистых растворов способствовало улучшению их качества, развитию бурового дела вообще и особенно освоению глубокого бурения в осложненных условиях.

В практику бурения стали широко внедряться методы стабилизации и регулирования физико-механических свойств глинистых растворов путем применения добавок поверхностно-активных веществ — «защитных» коллоидов и электролитов.

На основе этих исследований были разработаны способы создания и стабилизации различных видов промывочных растворов, а также управления их свойствами путем регулирования адсорбционных и электрокинетических процессов на границах раздела фаз при помощи поверхностно-активных веществ и активных добавок. СТАБИЛИЗАЦИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ИЗ ВЫБУРЕННЫХ НЕГЛИНИСТЫХ ПОРОД

Было проведено много опытов по стабилизации и регулированию свойств естественной сульфатной и суль-фатно-галлоидной суспензий, взятых непосредственно из скважин при разбуривании с промывкой водой верхних горизонтов ангидрито-соленосной толщи Шебелинского газового месторождения.

Большое внимание в исследованиях было уделено стабилизации и регулированию свойств естественных сульфатных и сульфатно-галлоидных суспензий совместным действием сульфитспиртовой барды и крахмала.

литов при стабилизации и регулировании свойств суспензий из выбуриваемых неглинистых пород.

Для улучшения условий регулирования удельного веса свойств глинистых растворов разработан процесс их аэрации [79, 97, 29, 30].

Проблема создания, регулирования свойств и применения буровых растворов на основе неглинистых пород С.

На основе современных представлений о физико-химии дисперсных систем и поверхностных явлениях разработаны общие принципы образования и регулирования свойств водных буровых растворов из неглинистых пород и технология их применения в различных горно-геологических условиях.

Конечно, этот процесс потребует времени, дальнейших исследовательских и промышленно-опытных работ по расширению ассортимента эффективных стабилизаторов суспензий из выбуренных пород, в первую очередь синтетических поверхностно-активных веществ и активных добавок, способствующих регулированию свойств этих растворов.

С дальнейшим развитием исследовательских и опытных работ по повышению эффективности стабилизации суспензий из выбуренных пород, синтезу новых поверхностно-активных веществ — эффективных стабилизаторов, улучшению технологии получения, регулирования и применения естественных промывочных растворов, несомненно, встанет вопрос о постепенном прекращении разработки карьеров специальных глин, строительства и эксплуатации заводов глинопорошков и о полном переходе на бурение скважин с промывкой растворами из частиц выбуриваемых пород.

В определенном для конкретных условий интервале (до вскрытия отложений, для бурения которых требуется повышение удельного веса промывочной жидкости, уменьшение их водоотдачи и регулирование структурно-механических свойств) производится постепенный переход на стабилизированный водный раствор из выбуриваемых пород, с промывкой которым и проходят скважину до проектной глубины.

Применение установки для мокрого тонкого измельчения крупных кусков породы значительно облегчает регулирование свойств раствора из выбуриваемых пород и при нормальных, неосложненных условиях бурения.

Бу-римость этой части разреза хорошая, возможные небольшие поглощения промывочной жидкости обычно преодолеваются без особых затруднений посредством регулирования свойств естественного глинистого раствора; весь интервал верхних терригенных отложений разбуривается без осложнений.

Таким образом, в рассматриваемом случае речь идет о стабилизации и регулировании свойства естественных высокоминерализованных сульфатных растворов.

Рекомендации по стабилизации и регулированию свойств этих растворов следует предварительно проверять в лаборатории с учетом свойств исходного раствора ц требований технологии бурения.

В качество электролита, способствующего упрочнению структуры и регулированию структурно-механических свойств водного бурового раствора, действовала каустическая сода, частично добавленная в раствор, а также находящаяся в УЩР в свободном (несвязанном) состоянии.

19 на Горючкинской площади, для стабилизации и регулирования свойств которого использовались углещелочной реагент и жидкое стекло.

МЕТОДЫ ОБРАЗОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ СВОЙСТВ

Рассмотрим основные принципы образования и регулирования свойств естественных промывочных растворов с твердой фазой из выбуренных неглинистых пород — карбонатных, сульфатных, мергелистых, алевролитов, аргиллитов и других.

Способы стабилизации и регулирования структурно-механических свойств естественных растворов несколько различны.

Регулирование структурно-механических свойств буровых растворов.

Регулирование параметров глинистых растворов при бурении скважин.

Методы образования и регулирования свойств промывочных жидкостей на основе выбуренных неглинистых: пород.

Стабилизация и регулирование свойств промывочных жидкостей из выбуренных неглинистых пород.

Наряду с адсорбционными явлениями большое значение в создании и регулировании свойств естественных промывочных растворов имеют электрокинетические явления.

Приведение этих концентрированных гидрофобных дисперсных систем в состояние динамического равновесия и придание им необходимых структурно-механических свойств возможно только в результате регулирования сложного комплекса взаимосвязанных и взаимодополняющих адсорбционных и электрокинетических процессов на границах раздела фаз. Воздействие на поверхностные процессы — основной метод улучшения и регулирования систем с поверхностями раздела фаз, соответствующего направления и улучшения технологических процессов, связанных с этими системами.

Такое регулирование происходящих на границах раздела фаз процессов осуществляется посредством добавок небольших количеств ряда веществ.

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Г.Р.

Свойства глинистого раствора, приготовленного из глины и воды, не всегда отвечают требованиям бурения. Чтобы получить глинистый раствор соответствующего качества его подвергают первичной химической обработке. Но в процессе бурения в глинистый раствор переходят часть выбуренной породы, различные соли, содержащиеся в пластовых водах и породе. Свойства раствора поэтому меняются и их приходится поддерживать, применяя дополнительную химическую обработку. При подборе рецептур хим.обработки соблюдают 3 основных условия.

1 Цель химической обработки достичь требуемые параметры при минимальном расходе химических реагентов и воды, затрачиваемых на обработку.

2 Заранее определенных рецептур для дополнительной химической обработки растворов не существует. Накопленный опыт помогает выбрать реагенты, которые при бурении некоторого интервала дадут наибольший эффект. Рецепт обработки и абсолютные количества реагентов зависит от большого числа факторов не поддающихся учету.

3 Рецепт обработки подбирают при возможно более полном сохранении условий присущих данной скважине. Раствор должен быть нагрет до температуры или имеющейся на забое скважины или по крайней мере на 20-30 % превышающей температуру раствора, выходящего из скважины. Химические реагенты утяжелители, вода должны применяться те же, что и на бурящейся скважине.  

19 ВОПРОС

Для обеспечения необходимых технологических свойств буровые растворы обрабатывают специальными веществами, которые называются химическими реагентами.

Значительная часть реагентов неоднозначно действует в различных условиях. Так, характер действия ряда реагентов зависит от типа глин (твердой фазы), степени солености дисперсионной среды и ее состава, температуры, наличия других реагентов в составе бурового раствора и т.д. В связи с этим реагенты классифицируют по химической природе и назначению.

По химической природе реагенты делятся на неорганические и органические.

В таблице 9 представлена классификация реагентов по назначению. По ней все реагенты делятся на 3 основные группы:

1. электролиты,

2. защитные коллоиды (стабилизаторы),

3. вещества специального назначения (добавки).

Электролиты являются регуляторами структурно-механических свойств

ГР.

Защитные коллоиды подразделяются на понизителей вязкости и СНС и понизителей водоотдачи. Но резкую границу между ними провести трудно. Многие из используемых реагентов наряду с уменьшением вязкости обеспечивают также снижение водоотдачи.

Вещества специального назначения, цель которых - придать буровым растворам специфические свойства или устранить недостатки, связанные с влиянием на них внешней среды, подразделяются на поверхностно - активные вещества (ПАВ), пеногасители, термостабилизирующие добавки, утяжелители, смазочные добавки, ингибиторы коррозии.

Охарактеризуем некоторые из реагентов.