- •Назначение и свойства промывочной жидкости для бурения осложненных зон.
- •Часть 1. Теоретические основы структурирования промывочных жидкостей
- •Структура промывочных жидкостей
- •Гидрофобные (коагуляционные) структуры
- •Толщина диффузионного слоя с увеличением концентрации ионов и их заряда снижается в соответствии с уравнением
- •Гидрофильные структуры
- •1.2.1 Структура воды
- •1.2.2 Поверхностная энергия твердых тел.
- •Поверхностные натяжения твердых тел
- •1.2.3. Взаимодействие воды с поверхностью твердых тел.
- •2. Структура глинистого раствора.
- •2.1 Структурообразователи
- •2.2 Механизм гидрофильного структурообразования глинистых растворов
- •2.3. Объёмная электрическая энергия промывочной жидкости
- •Среднее значение
- •2.4. Приборы для определения прочности структуры промывочных жидкостей
- •3. Структурирование глинистых растворов
- •3.1. Способы структурирования
- •3.2. Структурирование промывочной жидкости за счет повышения концентрации дисперсной фазы
- •3.3. Структурирование буровых растворов путем диспергирования твердой фазы
- •Влияние числа импульсов генератора на свойства растворов
- •3.4. Влияние температуры на прочность структуры глинистых растворов
- •4. Роль электролитов в структурировании промывочных жидкостей.
- •4.1. Общие сведения об электролитах, применяемых при бурении скважин.
- •Зависимость рН растворов солей от их концентрации
- •Теплота растворения электролитов
- •4.2. Электролиты в роли структурообразователя
- •4.3. Активация твердой фазы электролитами.
- •4.4. Дезактивация дисперсной фазы электролитами
- •5. Роль полимеров в структурировании промывочных жидкостей.
- •5.1. Полимеры – структурообразователи.
- •5.1.2. Синтетические структурообразователи
- •5.2. Активность полимеров
- •Расчетные значения энергии поляризации
- •5.3. Другие функции полимеров.
- •5.4. Активация полимеров.
- •5.5. Активация дисперсионной среды полимерных растворов.
- •5.6. Активация твердой фазы полимерами
- •5.7. Дезактивация дисперсной фазы гидрофобными веществами (пав, полимерами, маслами)
- •5.8 Стабильность (седиментационная и агрегативная устойчивость) раствора.
- •5.9 Стабилизация буровых растворов полимерами.
- •Устойчивость реагентов к агрессии солей
- •6. Деструктурирование промывочных жидкостей
- •6.1. Искусственное деструктурирование (разжижение) промывочных жидкостей путем снижения концентрации твердой фазы
- •6.2. Деструктурирование промывочных жидкостей путём активации твёрдой фазы. Понизители вязкости.
- •6.3. Деструктурирование минерализованных промывочных жидкостей
- •7. Структурная вязкость и коэффициент трения промывочных жидкостей
- •7.1.Вязкость ньютоновских жидкостей
- •Силу трения можно выразить формулой
- •Тогда касательное напряжение составит
- •Коэффициент кинематической вязкости будет
- •7.2. Вязкость структурированных жидкостей
- •7.2.1. Анализ существующих теорий
- •7.2.2. Влияние скорости течения, диаметра труб и концентрации твердой фазы на вязкость и коэффициент трения структурированных жидкостей
- •Влияние вязкости полимерного раствора и скорости
- •Зависимость показания раствора от концентрации кельцана
- •7.2.3. Влияние активации и дезактивации твёрдой фазы на коэффициент трения (вязкость) структурированных жидкостей.
- •7.3. Деструктурирование промывочных жидкостей при циркуляции.
- •7.3.1. Влияние длительности циркуляции структурированной жидкости на её вязкость
- •7.3.2. Влияние температуры на вязкость промывочных жидкостей.
- •7.4. Определение вязкости (касательных напряжений) промывочных жидкостей.
- •Значения вязкости различных буровых растворов
- •7.5. Влияние прочности структуры и вязкости промывочных жидкостей на процесс бурения
- •7.6. Тиксотропия промывочных жидкостей
- •Выводы:
- •7.7.Плотность промывочной жидкости.
- •Плотность аэрированной жидкости определяется по формуле
- •Часть II. Стабилизация неустойчивых стенок скважин. Задачами второй части исследований являются:
- •8.Общие сведения о структуре горных пород.
- •8.1 Химические связи в минералах
- •8.2. Межмолекулярные связи в горных породах.
- •8.3 Поверхностная энергия горных пород.
- •8.4 Устойчивость горных пород стенок скважин.
- •9. Промывочные жидкости для бурения уплотненных глин.
- •9.1. Уплотненные глины
- •Значения коэффициента для различной плотности глины
- •9.2. Осложнения при бурении уплотненных глин.
- •9.2.1. Механизм увлажнения и набухания глин.
- •9.2.2. Фильтрация воды в горные породы.
- •9.2.3. Разупрочнение уплотненных глин.
- •9.2.4. Диспергирование и размывание глин.
- •9.2.5. Влияние гидравлического давления на увлажнение глины.
- •9.2.6. Влияние горного давления на увлажнение глины.
- •9.3. Промывочные жидкости, применяемые для профилактики осложнений в уплотненных глинах
- •9.4. Основные направления выбора промывочной жидкости для бурения глинистых пород
- •9.5. Анализ эффективности применяющихся глинистых растворов для бурения уплотненных глин.
- •9.6. Анализ эффективности полимерных и полимерглинистых растворов.
- •9.7. Анализ эффективности ингибирующих растворов
- •10. Промывочные жидкости для бурения неуплотненных глин
- •10.1. Глинистые неуплотненные породы. Осложнения при их бурении.
- •10.2. Анализ влияния электролитов на увлажнение и прочность неуплотненной глины.
- •Зависимость пластической прочности образца глины от влажности к2
- •10.3. Влияние полимеров и полимерсолевых растворов на увлажнение и прочность неуплотненных глин.
- •10.4. Полимерполисолевые промывочные жидкости, для бурения неуплотненных глин (общие понятия).
- •10.5. Исследование крепящих свойств полимерполисолевых растворов.
- •10.5.1. Теоретические рассуждения.
- •10.5.2. Экспериментальные исследования.
- •11. Промывочные жидкости для бурения микротрещиноватых глинистых пород.
- •11.1. Микротрещиноватые глинистые породы. Осложнения при бурении
- •11.2. Влияние технологических параметров бурения на раскрытие трещин
- •11.3. Влияние гидродинамического давления на раскрытие трещин
- •11.4. Промывочные жидкости. Механизм их действия. Анализ эффективности.
- •12. Промывочные жидкости для бурения трещиноватых горных пород.
- •12.1. Трещиноватые горные породы
- •12.2. Поглощение промывочной жидкости в трещиноватых породах
- •12.3. Мероприятия по предупреждению поглощения промывочных жидкостей
- •12.4. Анализ эффективности различных наполнителей для кольматации трещин
- •Закупоривающая способность глинистых паст
- •Определение закупоривающей способности вол
- •Закупоривающая способность вус
- •Зависимость объема тампонажной смеси от состава ее компонентов
- •12.5. Применение пен при бурении трещиноватых пород
- •13. Промывочные жидкости для бурения соленосных отложений
- •13.1. Осложнения при бурении соленосных отложений
- •13.2. Растворение хемогенных горных пород Растворение горных пород в промывочной жидкости характерно для галлоидов и сульфатов, в меньшей степени карбонатов.
- •Измерение массы и длины образцов соли при растворении в воде
- •13.3. Размывание хемогенных пород
- •Зависимость скорости и константы растворения соли от скорости потока
- •13.4. Анализ влияния различных компонентов промывочной жидкости на растворяющую способность раствора
- •Скорость растворения галита в перемешиваемом растворе, м/с10-7 (емкость 10л)
- •Из анализа результатов следует:
- •13.5. Промывочные жидкости, применяемые для бурения соленосных отложений
- •Промывочные жидкости, применяемые в России при бурении соленосных отложений
- •Продолжение таблицы 13.7
- •13.6. Анализ качества применяющихся промывочных жидкостей для бурения соленосных отложений
- •Скорость растворения галита в циркулирующих растворах
- •13.7. Силикатные растворы
- •Состав и свойства сульфатосиликатных и карбонатосиликатных растворов
- •13.8. Лигниноглинистые растворы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •3. Структурирование глинистых растворов 42
- •4. Роль электролитов в структурировании промывочных жидкостей. 55
- •5. Роль полимеров в структурировании промывочных жидкостей. 78
- •6. Деструктурирование промывочных жидкостей 116
- •7. Структурная вязкость и коэффициент трения промывочных жидкостей 131
- •9. Промывочные жидкости для бурения 188
- •10. Промывочные жидкости для бурения неуплотненных глин 222
- •11. Промывочные жидкости для бурения микротрещиноватых глинистых пород. 264
- •12. Промывочные жидкости для бурения трещиноватых горных пород. 279
- •13. Промывочные жидкости для бурения соленосных отложений 304
9. Промывочные жидкости для бурения 188
УПЛОТНЕННЫХ ГЛИН. 188
9.1. Уплотненные глины 188
Значения коэффициента для различной плотности глины 190
9.2. Осложнения при бурении уплотненных глин. 190
9.2.1. Механизм увлажнения и набухания глин. 191
9.2.2. Фильтрация воды в горные породы. 197
9.2.3. Разупрочнение уплотненных глин. 198
9.2.4. Диспергирование и размывание глин. 200
9.2.5. Влияние гидравлического давления на увлажнение глины. 201
9.2.6. Влияние горного давления на увлажнение глины. 202
9.3. Промывочные жидкости, применяемые для профилактики осложнений в уплотненных глинах 204
Таблица 9.2 206
Таблица 9.3 207
9.4. Основные направления выбора промывочной жидкости для бурения глинистых пород 208
9.5. Анализ эффективности применяющихся глинистых растворов для бурения уплотненных глин. 210
9.6. Анализ эффективности полимерных и полимерглинистых 212
растворов. 212
9.7. Анализ эффективности ингибирующих растворов 214
10. Промывочные жидкости для бурения неуплотненных глин 222
10.1. Глинистые неуплотненные породы. Осложнения при их бурении. 222
10.2. Анализ влияния электролитов на увлажнение и прочность неуплотненной глины. 225
Таблица 10.1 231
Зависимость пластической прочности образца глины от влажности К2 231
10.3. Влияние полимеров и полимерсолевых растворов на увлажнение и прочность неуплотненных глин. 235
10.4. Полимерполисолевые промывочные жидкости, для бурения неуплотненных глин (общие понятия). 240
Таблица 10.6 255
Таблица 10.7 256
Таблица 10.9 260
11. Промывочные жидкости для бурения микротрещиноватых глинистых пород. 264
11.1. Микротрещиноватые глинистые породы. 264
Осложнения при бурении 264
11.3. Влияние гидродинамического давления 267
на раскрытие трещин 267
Таблица 11.1 270
11.4. Промывочные жидкости. Механизм их действия. 273
Анализ эффективности. 273
12. Промывочные жидкости для бурения трещиноватых горных пород. 279
12.1. Трещиноватые горные породы 279
12.2. Поглощение промывочной жидкости в 283
трещиноватых породах 283
12.3. Мероприятия по предупреждению поглощения 288
промывочных жидкостей 288
12.4. Анализ эффективности различных наполнителей 292
для кольматации трещин 292
. 294
Таблица 12.2 294
Таблица 12.3 295
Расход жидкости, л/мин, при раскрытии щели 295
Таблица 12.4 296
Закупоривающая способность глинистых паст 296
Таблица 12.5 297
Определение закупоривающей способности ВОЛ 297
Таблица 12.6 298
Закупоривающая способность ВУС 298
Таблица 12.8 300
Таблица 12.9 301
Таблица 12.10 301
Зависимость объема тампонажной смеси от состава ее компонентов 301
12.5. Применение пен при бурении трещиноватых пород 302
13. Промывочные жидкости для бурения соленосных отложений 304
13.1. Осложнения при бурении соленосных отложений 304
13.2. Растворение хемогенных горных пород 305
Растворение горных пород в промывочной жидкости характерно для галлоидов и сульфатов, в меньшей степени карбонатов. 305
Измерение массы и длины образцов соли при растворении в воде 311
13.3. Размывание хемогенных пород 311
Тогда 312
Таблица 13.2 313
Зависимость скорости и константы растворения соли от скорости потока 313
13.4. Анализ влияния различных компонентов промывочной 314
жидкости на растворяющую способность раствора 314
Таблица 13.3 316
Таблица 13.4 317
Таблица 13.6 318
13.5. Промывочные жидкости, применяемые для бурения 318
соленосных отложений 318
Таблица 13.7 319
Промывочные жидкости, применяемые в России при бурении соленосных отложений 319
Продолжение таблицы 13.7 320
13.6. Анализ качества применяющихся промывочных жидкостей для бурения соленосных отложений 321
Таблица 13.8 323
Скорость растворения галита в циркулирующих растворах 323
13.7. Силикатные растворы 324
Таблица 13.9 324
Таблица 13.10 325
Состав и свойства сульфатосиликатных и карбонатосиликатных растворов 325
13.8. Лигниноглинистые растворы 326
Таблица 13.11 328
Таблица 13.12 329
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 331
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 333
333
1