2.4 Обоснование рецептур буровых растворов (Выбор материалов и химических реагентов для приготовления и обработки жидкости по интервалам бурения и в целом по скважине)

После выбора типов буровых растворов устанавливают их рецептуры с целью обеспечения требуемых технологических свойств бурового раствора. Для обеспечения необходимых свойств буровые растворы обрабатывают химическими реагентами. Различают первоначальную обработку бурового раствора, когда его готовят к началу бурения, и дополнительную обработку для поддержания или изменения свойств раствора в процессе бурения скважины.

Обработка химическими реагентами проводится для обеспечения тех или иных качественных показателей, но основное её назначение стабилизация бурового раствора как дисперсной системы либо изменение структурно-механических свойств этой системы. Эти две задачи взаимосвязаны.

Результаты выбора материалов и реагентов сводятся в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Результаты выбора материалов и химических реагентов для бурового раствора

Интервал бурения		Название раствора	Плотность раствора, кг/м3	Смена раство-ра в интервале	Название компонента	Содержание компонента в растворе, кг/м3
от	до
1	2	3	4	5	6	11
0	660	Калиевый	1050	Да	Глина Едкий калий Хлористый калий КССБ ПАА+углекислый калий КМЦ-600 Флотореагент Т-66, Т-80 Утяжеление баритом	5 0,5 5 1 0,1-0,5 0,4-0,5 1,0-1,5
660	1760	Полимерферросульфатный	1039	Да	Хлористый калий ПАА КМЦ -500(600) ССБ Вода+сернокисл. железо+мел (15:2:2) Утяжеление мелом	5-7 1-1,5 0,8-1,2 3-5 2-3
1760	1850	Феррокалиевый	1040	Да	Сернокислое железо 20 %-ный раствор Хлористый калий Известь пушенка Хромпик Флотореагент Т-66, Т-80	5-10 3-7 0,5-15 1-1,5 1,5-2

3 Определение потребности в материалах и химических реагентах для приготовления и обработки промывочной жидкости по интервалам бурения и в целом по скважине.

Для забуривания скважины следует использовать качественный глинистый раствор из бентонитового глинопорашка с добавками химических реагентов.

Объем бурового раствора для бурения интервала под кондуктор:

(11)

где V_пр- объем раствора, необходимый для заполнения приемных емкостей,м³

V_бур- объем бурового раствора, затрачиваемый непосредственно на

углубление скважины, м³

(12)

где n – норма расхода бурового раствора на 1 м проходки, м³/м;

L – длина интервала, м

Объем бурового раствора, подлежащий химической обработки при бурении интервала ниже кондуктора, в случае смены типа раствора определяется по формуле:

(13)

где V_к- Объем бурового раствора, необходимый для заполнения обсадной

колонны(кондуктора), м³

(14)

где d_вн.к- внутренний диаметр обсадной колонны )кондуктора), м

L_к – глубина спуска колонны(кондуктора), м

Норма расхода бурового раствора на метр проходки в зависимости от диаметра долота

Д_д=0,3937 м n=0,47 м³/м

Д_д=0,2953 м n=0,25 м³/м

Д_д=0,2159 м n=0,15 м³/м

Объем необходимый для заполнения скважины:

(15)

где V_с- объем бурового раствора для заполнения открытого ствола скважины,

м³

(16)

где d_{откр.ств}- диаметр открытого ствола скважины (с учетом коэффициента кавернозности), м

L_{откр.ств}- длина открытого ствола скважины, м

Также в открытом стволе V_с умножают на коэффициент запаса: a=1,5 при нормальных условиях, а=2 осложненные условия и продуктивный пласт.

Потребность глинопорошка для бурения данного интервала:

(17)

где -норма расхода глинопорашка, кг/м³;

Расход химического реагента:

(18)

где -норма хим. реагента, кг/м³.

Объем глинистого раствора полученного самозамесом:

(19)

где - плотность глины, кг/м³,

- плотность воды, кг/м³,

- плотность бурового раствора, кг/м³,

М_гл- масса чистой глины, кг

(20)

где П – содержание песка, %

V_гл- объем глины переходящей в буровой раствор, м³

(21)

где L_п- мощность глинистой пачки, м

Количество глины для 1м³ бурового раствора:

(22)

где m_гл- влажность глины 2-5 %

Количество утяжелителя:

(23)

где q_у- количество утяжелителя для 1 м³ бурового раствора, кг/м³

(24)

где - плотность утяжелителя, кг/м³

- плотность утяжеленного бурового раствора, кг/м³

m_ут- влажность утяжелителя, (0,02-0,05).

Рассчитаем объём бурового раствора для:

1. Интервал (0-660)м D_д=295,3 мм

V_бр=0,25(660-0)+50=215м³

2. Интервал (660-1760)м D_д=215,9мм

V_бр=0,20(1760-660)+50+0,785(0,225)² 660+0,785(0,21591,1)² (1760- 660)2=344,9м³

3. Интервал (1760-1850)м D_д=215,9мм

V_к=0,785(0,21591,1)² (1850-1760) =668,8 м³

V_бр=0,20(1850-1760)+50+344,9+668,8=1081,7м³

Таблица 2.5-Потребность бурового раствора

Интервал	Объём приём-ных емкостей Vпр, м3	Объём раствора, затрачиваемый на данный интервал Vбур, м3	Объём раствора с учётом пробуренного интервала Vбр, м3
0-660	50	165	215
660-1760	50	220	344,9
1760-1850	50	18	1081,7

Определим необходимое количество материалов и химических реагентов бурового раствора для каждого интервала для двух вариантов:

1. Интервал (0-660)м

V_бур=165м³

Q_гп=165 5=825кг

Q_КМЦ=1650,5=82.5кг

Qкссб=1651=165кг

Qфлото=165 1,2=198кг

Q_ПАА=165 0.5=82.5кг

2. Интервал (660-1760)м

V_бур=220м³

Qхлор=220 5=1100кг

Qссб=2203=660кг

Q_ПАА=220 1,5=330кг

Q_КМЦ=220 1=220кг

3. Интервал (1760-1850)м

V_бур=18м³

Qсернок=185=90кг

Q_хлор=18 5=90кг

Q_хром=18 1,5=27 кг

Таблица 2.6 - Потребность бурового раствора и компонентов для его приготовления, обработки и утяжеления

Интервал, м		Коэффи-циент запаса раствора и его ком-понентов	Тип бурового раствора и его компонентов	Норма расхода на долото бурового раствора м3/1м проходки и его компо-нентов, кг/м3 в интерва-ле		Потребность бурового раствора, м3 и его компонентов, кг
от	до			величина	источник	На запас на повер-хность	На исход-ный объём	На бурение интервала	Суммарная в интер-вале
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0	660	2	Глина Едкий калий Хлористый калий КССБ ПАА+углекислый калий КМЦ-600 Флотореагент Т-66, Т-80 Утяжеление баритом	5 0,5 5 1 0,1-0,5 0,4-0,5 1,0-1,5		50		165	215
660	1760	2	Хлористый калий ПАА КМЦ -500(600) ССБ Вода+сернокисл. железо+мел (15:2:2) Утяжеление мелом	5-7 1-1,5 0,8-1,2 3-5 2-3		50		220	344,9
1760	1850		Сернокислое железо 20 %-ный раствор Хлористый калий Известь пушенка Хромпик Флотореагент Т-66, Т-80Бентонит КССБ КМЦ-600	0,15 6 0,2 3,3 1,27 1,2 0,47 0,15		50		18	1081,7