Лекция 1 введение в дисциплину

Тема 1: Понятие коллоидная химия, дисперсные системы при бурении скважин.

1 Промывочные жидкости и тампонажные растворы с точки зрения коллоидной химии.

2 Общие понятия физикохимии, растворы, гидраты и сольваты

1 Промывочные жидкости и тампонажные растворы с точки зрения коллоидной химии

Промывочная жидкость - это раствор используемый при бурении скважины и выполняющий следующие функции

Гидродинамические функции:

 удаление выбуренной породы из-под долота, транспортирование ее к устью скважины;

 перенос энергии от насосов к забойным двигателям, турбобурам и объемным двигателям;

 размыв породы на забое скважины (гидромониторный эффект);

 охлаждение и очистка долота в процессе бурения.

Гидростатические функции:

 создание гидростатического равновесия в системе скважина-пласт, предотвращение притока флюидов и поглощений промывочной жидкости;

 удержание частиц выбуренной породы и утяжелителя во взвешенном состоянии при прекращении циркуляции промывочной жидкости;

 создание гидростатического давления на стенки скважины, сложенные слабосцементированными или пластичными породами;

 уменьшение нагрузки на талевую систему.

Функции коркообразования:

 уменьшение проницаемости пористых стенок скважины, сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта;

 сохранение или усиление связности слабосцементированных пород;

 уменьшение трения бурильных труб о стенки скважины и обсадной колонны.

Физико-химические функции:

 предотвращение химического взаимодействия с породами, образующими стенки скважины;

 предохранение бурового оборудования, бурильной и обсадной колонн от коррозии и абразивного износа;

 сохранение проницаемости продуктивных горизонтов при их вскрытии;

 сохранение необходимых технологических характеристик промывочной жидкости в процессе бурения скважины;

 понижение твердости и улучшение буримости твердых пород.

Прочие функции промывочной жидкости:

 создание условий для сбора и интерпретации информации, которую можно получить при анализе бурового шлама, керна и кривых каротажа;

 создание среды для геофизических исследований;

 сохранение теплового режима скважины в многолетнемерзлых породах.

Тампонажные растворы – это комбинации спецматериалов или составов, используемых для тампонирования. Тампонажные смеси с течением времени могут затвердевать с образованием тампонажного камня или загустевать, упрочняться, оставаясь вязкой или вязко-пластичной системой.

По виду тампонирование делят на:

- технологическое, выполняемое в процессе сооружения скважины;

- ликвидационное, проводимое для ликвидации скважины после выполнения целевого назначения.

Буровые и тампонажные растворы представляют собой многокомпонентные гетерогенные полидисперсные системы и могут быть изучены методами физикохимии дисперсных систем.

2 Общие понятия физикохимии, растворы, гидраты и сольваты

Физикохимия буровых и тампонажных растворов - это наука о специфических свойствах этих многокомпонентных гетерогенных полидисперсных систем и о протекающих в них процессах. Анализ состояния буровых и тампонажных растворов, а также управление их свойствами для рационального проведения технологического процесса бурения возможны лишь на базе глубокого понимания их физико-химической природы. Физическая химия - наука, объясняющая строение и химические превращения веществ на основе законов физики.

Коллоидная химия – это наука о свойствах гетерогенных высокодисперсных систем и протекающих в них поверхностных явлениях при этом она базируется в основном на знаниях физики и, в меньшей степени, химии. Как самостоятельная наука стала формироваться в середине 19 в.