Конспект_ОА

55

9.3.4 Солевые буровые растворы

Используются безглинистый и глинистый солевой буровой раствор. Солевой безглинистый буровой раствор представляет собой техническую воду с 4-15% добавлением хлористого натрия или калия. Эти растворы рекомендуются при бурении солевых отложений, в скальных и полускальных породах и при бурении мерзлых пород.

Внефтяном бурении используются глинистые солевые растворы:

1)слабоминерализованный (содержание NaCl в глинистом растворе до 3%) используется для забуривания скважин в сравнительно устойчивых и не содержащих солей породах;

2) среднеминерализованный (NaCl от 3 до 10%) не обработанный реагентами – для бурения по загипсованным, засоленным глинам, пропласткам солей;

3) среднеминерализованный обработанный реагентами – для бурения по глинам, известнякам, ангидритам;

4) высокоминерализованный (NaCl более 10%) не обработанный реагентами – для бурения по соленосным отложениям, галитам, сильвинам, бишофитам;

5) высокоминерализованный обработанный реагентами – для бурения по хемогенным толщам, сложенным галитом с переслаиванием глин, известняков, доломитов.

9.3.5 Аэрированные буровые растворы

Аэрированные буровые растворы применяются для борьбы с поглощением. Аэрация достигается введением воздуха в воду или глинистый раствор, причем аэрированная вода применяется в устойчивых поглощающих породах, а аэрированный раствор – в неустойчивых.

Рациональная плотность аэрированного бурового раствора ρ для предотвращения поглощения определяется по формуле (1).

Существует два основных способа аэрации: с помощью компрессоров и с использованием ПАВ. Для обеспечения компрессорного способа аэрации буровая установка должна укомплектовываться компрессорной станцией. При бескомпрессорном способе в раствор с помощью специальных смесителей вводятся реагенты-пенообразователи.

Преимуществами аэрированных растворов являются: понижение плотности и повышение вязкости бурового раствора, что снижает ее поглощение; повышение качества вскрытия продуктивных горизонтов, повышение скорости бурения.

К недостаткам относятся необходимость в специальном оборудовании для приготовления и подачи раствора в скважину, что увеличивает стоимость бурения, а также повышенное коррозионное воздействие на оборудование.

Область применения и параметры аэрированных буровых растворов приведены в таблице 8.

56

9.4 Естественные промывочные жидкости

В некоторых районах проведения буровых работ геологический разрез представлен породами, которые вследствие разрушения породы на забое, вращения бурового снаряда и циркуляции жидкости диспергируются до тонких фракций. Образующийся при этом раствор называется естественной промывочной жидкостью. Для стабильности таких растворов их обрабатывают химическими реагентами, а в некоторых случаях для улучшения диспергирования шлама выходящую из скважины суспензию пропускают через измельчающие механизмы (к примеру, фрезерно-струйную мельницу).

Типы применяемых естественных растворов представлены в таблице 10.

Таблица 10 - Естественные промывочные жидкости

57

10. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

10.1 Оборудование для приготовления промывочных жидкостей

При бурении нефтяных и газовых скважин буровые растворы готовят непосредственно на буровой. При разведочном бурении растворы готовят на специальных глиностанциях для группы скважин и доставляют на буровые по трубопроводам или автоцистернами.

Ниже рассмотрены основные виды оборудования для приготовления буровых растворов.

Механическая лопастная глиномешалка (рис. 12) представляет собой цилиндрической или овальной формы корпус 5, внутри которого с помощью шкивов 1 и редуктора 2 вращаются один или два вала 3, снабженные лопастями 7 для перемешивания глины и воды. Корпус в верхней части имеет люк 4, закрытый решеткой, для загрузки глины и воды. В нижней части корпуса име-

Рисунок 12 – Лопастная глиномешалка ется патрубок 6 для слива готового раствора. Вмести-

мость глиномешалок составляет 0,7-4 м3.

Технология приготовления глинистых растворов в лопастных глиномешалках заключается в следующем. Глиномешалка на 1/3 рабочего объема заполняется водой и загружается расчетным количеством глины, которое необходимо для получения раствора заданной плотности. Вал глиномешалки поворачивается при периодическом включении привода. Затем заполняют водой весь оставшийся объем, люк закрывают крышкой и включают привод.

Время приготовления раствора зависит от качества глины и колеблется от 40 мин до 2 ч. Для определения оптимального времени приготовления раствора рекомендуется отбирать пробы раствора и определять его основные свойства. Первая проба отбирается через 30 мин, последующие - с интервалом 15 мин. Если раствор необходимо обработать химическими реагентами, то их вводят в глиномешалку перед загрузкой глины.

Механические лопастные глиномешалки относятся к машинам периодического действия. Они отличаются простотой конструкции, способны приготавливать раствор как из комовых, так и из порошковых глин. К недостаткам относятся: небольшая производительность, частое заклинивание и поломка лопастей при попадании с глиной твердых включений большого размера. Указанные недостатки в значительной мере устранены в другой разновидности механических глиномешалок - фрезерно-струйных мельницах.

Фрезерно-струйные мельницы (ФСМ) используются для непрерывного приготовления глинистых растворов из комовых глин и глинопорошков (рис. 13). Основным узлом их является лопастной ротор 2, вращающийся в корпу-

58

се, имеющем приемный бункер 10 для загрузки глины и перфорированную трубу 12 для подачи воды. Внутри корпуса размещено устройство для удаления попавших с глиной твердых включений. Лопасти 7 быстровращающегося ротора захватывают глину и воду. Первичное

ским способом. Они разделяются на два типа: гидромониторные и эжекторные. В гидромониторных гидромешалках раствор приготовляется путем размыва комовой глины струей воды, вытекающей из монитора под давлением 4-10 МПа. Производительность гидромониторных мешалок – 40-120 м3/ч готового раствора.

При работе эжекторных гидромешалок (рис. 14) используется принцип эжекции. В бункер 2 загружается глинопорошок, количество которого ограничивается заслонкой 3. По трубопроводу 6 подается жидкость, которая после сужения на участке трубопровода 5 истекает с большой скоростью из насадки 7 в камеру смешения 4. В результате в камере смешения вокруг струи

59

твора, исправляемое многократной обра-

боткой раствора.

Для приготовления промывочных жидкостей из местных комовых материалов используют гидроизмельчитель. Измельчение слипшихся или смерзшихся комков глины происходит за счет ударов четырех ударных лопастей о шарнирную зубчатую щеку. Гидроизмельчитель позволяет раздробить комки глины до 70-110 мм для последующей обработки в ФСМ.

Аэрированные промывочные жидкости приготовляют следующими способами:

1.Бескомпрессорным способом при перемешивании жидкости, содержащей пенообразователь (ПАВ). Аэрация осуществляется за счет захвата воздуха вращающимися лопастями глиномешалки и степень аэрации при этом составляет 0,7-0,8.

2.Бескомпрессорным способом с помощью смесителя эжекторного типа,

встроенного в нагнетательную линию бурового насоса. Для осуществления этого способа подача насоса должна быть не менее 60 л/мин (0,001 м3/с), а давление до 1 МПа. Степень аэрации при этом не превышает 3.

3.Компрессорным способом. Аэрация заключается в вводе через специальные устройства в нагнетательную линию насоса сжатого воздуха. Степень аэрации составляет 50 и выше. Недостаток этого способа заключается в том, что его применение ограничивается глубиной скважины, на которой потери напора при циркуляции раствора не превышают давления нагнетаемого воздуха.

Приготовление полимерных растворов заключается в предварительном растворении полимеров в горячей воде с постепенным снижением концентрации и последующем добавлении полученного раствора в промывочную жидкость. Для приготовления полимерных промывочных жидкостей используется установка ППР, которая применяется также для приготовления реагентов.

Для приготовления эмульсионных растворов предварительно приготовленная смесь (исходная промывочная жидкость и эмульгатор) дополнительно перемешивается в ультразвуковом генераторе установки УЭМ-5 за счет ударов о мембраны. В результате возникающих завихрений жидкости получается качественный однородный эмульсионный раствор.

60