Бурение в интервале 400-4100 метров под промежуточными колоннами Ø324мм и Ø244,5мм рекомендуется на алюмокальцевом буровом растворе типа АЛКАР-3. Начнём с параметра: содержание песка в буровом растворе. Нужно сказать, что существует несколько ключевых показателей для бурового концентрата. При создании бурового раствора важно следить, чтобы туда не попали вредные примеси, к которым относится гипс, частицы известняка, а также соли, способные растворяться в воде.
Влияние водоотдачи бурового раствора на процесс бурения
UZ Узстандарт 4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 июня 2015 г. Контроль параметров буровых растворов в промысловых условиях. Часть 1. Буровые растворы на водной основе. В случае пересмотра замены или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты".
Свойства и их регулирование Эффективность применения буровых растворов зависит от их свойств, к которым относятся плотность, вязкость, водоотдача, статическое напряжение сдвига, структурная однородность, содержание газов, песка; тиксотропия, содержание ионов Na, K, Mg. Толщина осадка на фильтре фильтрационная корка , которая образуется при определении водоотдачи, изменяется в пределах 1-5 мм. Для обеспечения эффективности бурения в зависимости от конкретных геолого-технических условий свойства бурового раствора регулируют изменением соотношения содержания дисперсной фазы и дисперсионной среды и введением в них специальных материалов и химических реагентов.
Содержание твердой фазы бурового раствора регулируется трехступенчатой системой очистки на вибрационных ситах; газообразные агенты отделяют в дегазаторе. Кроме того, для регулирования содержания твердой фазы в раствор вводят селективные флокулянты. Особый класс реагентов применяют при регулировании свойств растворов на углеводородной основе. К ним относятся эмульгаторы мыла жирных кислот, эмультал и другие , гидрофобизаторы сульфанол, четвертичные амины, кремнийорганические соединения , понизитель фильтрации органогуматы. Готовят буровые растворы непосредственно перед бурением и в его процессе. Сырьё Для приготовления буровых растворов используются тонкодисперсные, пластические глины с минимальным содержанием песка, способные образовывать с водой вязкую, долго не оседающую суспензию. Лучшие свойства имеют существенно щелочные натрий разновидности монтморилонитовых бентонитовых глин , глинопорошки, которые применяются главным образом при бурении нефтяных и газовых скважин и для приготовления глинистых растворов с низкой плотностью.
Вредными примесями в глинах, ухудшающими стабильность глинистых растворов, являются гипс, растворимые соли, известняк.
При бурении в условиях, характеризующихся аномально высокими давлениями, применяют утяжеленные буровые растворы, в неосложненных условиях — техническую воду, полимерные безглинистые и полимер-глинистые растворы с низким содержанием твердой фазы. Свойства и их регулирование[ править править код ] Эффективность применения буровых растворов зависит от их свойств, к которым относятся плотность , вязкость , водоотдача , статическое напряжение сдвига, структурная однородность, содержание газов, песка; тиксотропия , содержание ионов Na , K , Mg.
Толщина осадка на фильтре фильтрационная корка , которая образуется при определении водоотдачи, изменяется в пределах 1-5 мм. Для обеспечения эффективности бурения в зависимости от конкретных геолого-технических условий свойства бурового раствора регулируют изменением соотношения содержания дисперсной фазы и дисперсионной среды и введением в них специальных материалов и химических реагентов. Содержание твёрдой фазы бурового раствора регулируется трёхступенчатой системой очистки на вибрационных ситах; газообразные агенты отделяют в дегазаторе.
Кроме того, для регулирования содержания твёрдой фазы в раствор вводят селективные флокулянты. Особый класс реагентов применяют при регулировании свойств растворов на углеводородной основе. К ним относятся эмульгаторы мыла жирных кислот, эмультал и другие , гидрофобизаторы сульфанол, четвертичные амины, кремнийорганические соединения , понизитель фильтрации органогуматы.
Готовят буровые растворы непосредственно перед бурением и в его процессе.
Например, песчинка или частица глины у. С практической точки зрения отделить частицы глины диаметром 60 микрон от частиц барита диаметром 40 микрон методом осаждения не представляется возможным. Гидроциклоны и центрифуги тоже не могут обеспечить полную очистку бурового раствора от нежелательных твердых частиц. Однако их преимущества намного перевешивают ограничения.
Водоотдача или фильтрация
Заполнить фильтрационный стакан глинистым раствором. Собрать напорный узел и подготовить прибор к началу замера как это описано в п. При установке нулевого деления шкалы против риски пробку придерживать пальцем. Вынуть пробку из отверстия, освободив путь фильтрату. Одновременно заметить время начала замера и записать в лабораторный журнал. Вести замер как описано в п. Разобрать фильтрационный узел, извлечь глинистую корку вместе с фильтрами. Положить корку на плоскую поверхность. Измерить толщину корки в нескольких местах погружая в нее перпендикулярно поверхности линейку с миллиметровыми делениями.
Записать в лабораторный журнал среднее значение толщины фильтрационной корки с точностью до 0,5 мм. Объем фильтрата приближенно пропорционален корню квадратному из продолжительности фильтрации. В соответствии с этой зависимостью объем фильтрата, полученный за 30 минут, в два раза больше объема фильтрата, прошедшего через фильтрационную корку за 7,5 минут. Поэтому для приближенной оценки водоотдачи за 30 мнут достаточно взять отсчет по шкале прибора ВМ-6 через 7,5 минут от начала замера и удвоить показание прибора. Принцип измерения пластической вязкости и динамического напряжения сдвига. Измерение пластической вязкости и динамического напряжения сдвига происходит с помощью ротационного вискозиметра. Измерительное устройство ротационного вискозиметра состоит рис. Испытуемая жидкость находится в зазоре между наружным и внутренним цилиндрами.
При вращении наружного цилиндра крутящий момент передается жидкости в зазоре. Скорость вращательного движения концентрических слоев жидкости в зазоре уменьшается в направлении от вращающегося цилиндра к измерительному. Между слоями жидкости возникают касательные напряжения, величина которых зависит от пластической вязкости и динамического напряжения сдвига. Чем больше эти величины, тем больше касательные напряжения в жидкости, тем больше крутящий момент, передаваемый измерительному цилиндру, и тем больше угол поворота этого цилиндра.
Когда толщина глицистой корки достигнет равновесной величины, установится постоянная фильтрация водной фазы бурового раствора в пласт. Этим динамическая водоотдача отличается от статической, которая по мере увеличения толщины корки уменьшается.
Следовательно, если необходимо уменьшить фильтрационное проникновение воды в пласт, то нужно прежде всего регулировать динамическую водоотдачу; если же необходимо предупредить образование толстых глинистых корок, то следует контролировать и уменьшать статическую водоотдачу. При вскрытии продуктивных пластов или при заканчивании скважин возникают трудности, связанные с регулированием водоотдачи, вследствие высоких скоростей фильтрации и образования толстых глинистых корок, что приводит к следующим осложнениям. Возникают местные сужения в стволе скважины из-за образования глинистых корок, вызывающих повышение гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве. При подъеме или спуске бурильного инструмента в суженных участках ствола возникает поршневание жидкости, нарастают импульсы давления вплоть до гидроразрыва пластов. Создаются условия прихвата бурильного инструмента, обусловленного перепадом давления, увеличением площади контакта колонны с глинистой коркой, вызывающие повышенные силы сопротивления движению инструмента. Осложняется первичное цементирование ствола скважины из-за низкого качества вытеснения структурированного бурового раствора, его перемешивания с цементным раствором, а также отделения цементного камня от глинистой корки и непосредственного контакта с горными породами.
Возникают затруднения в оценке продуктивности нефтегазоносных коллекторов вследствие заполнения твердой фазой бурового раствора и проникновения фильтрата в пласт, что ухудшает его коллекторские свойства. I Если продуктивные коллекторы содержат глинистые минералы, то проникновение в них фильтрата буровых растворов может вызвать их набухание и диспергирование, снижая естественную проницаемость пласта. Радиус проникновения фильтрата бурового раствора в проницаемые пласты пропорционален квадратному корню из величины водоотдачи, поэтому величина водоотдачи незначительно влияет на глубину проникновения водной фазы раствора в пласт. Важнейшими проблемами являются кольматация пласта глинистой фазой бурового раствора и снижение проницаемости и пористости из-за отложения глинистой корки. В связи с этим необходимо регулировать толщину глинистой корки; она должна быть более тонкой и малопроницаемой. Снижение водоотдачи раствора до 2—3 мл не означает, что могут быть достигнуты наилучшие результаты при вскрытии продуктивного пласта.
Изменение природы и состава глинистой фазы в буровом растворе может оказать большее влияние на толщину глинистой корки, чем на водоотдачу. При статической водоотдаче в скважине объем фильтрата прямо пропорционален квадратному корню из величины времени фильтрации. Оценка влияния перепада давления на фильтрацию бурового раствора показывает, что проникновение фильтрата в пласт при статической фильтрации зависит от сжимаемости глинистой корки под действием перепада давления, дисперсности слагающих ее частиц и т. В этом случае важно знать сжимаемость и уплотнение глинистой корки, что зависит от свойств слагающего ее материала. Если корка сформировалась из утяжеленного раствора и представлена в основном баритом, то ее сжимаемость будет значительно меньше, чем сжимаемость корки из коллоидальных глинистых частиц. Глинистые корки бентонитовых суспензий сильно сжимаемы, поэтому, уплотняясь, они дают низкую проницаемость и меньшую фильтрацию воды в пласт.
Аналогичные зависимости наблюдаются и в флокулированных системах. Фло-кулы полимеров могут настолько снижаться под действием перепада давления, что образуют полупроницаемые полимерные мембраны, не пропускающие воду в проницаемый пласт.
В них добавляют содержащие углеводород вещества, например, известняк, битум или инертные эмульсии. При бурении в районе хемогенных отложений рецептура раствора будет включать гидрогели — вещества, насыщенные солями. Иногда бурение производится в районах, где высокий риск обвала. Тогда применяются растворы-ингибиторы. При работе в условиях высоких температур добавляются растворы на основе различных глин — они обладают повышенной термоустойчивостью.
Стабильным считается тот раствор, у которого эта разница не превосходит 0,02; для утяжеленных растворов эта разница должна быть не выше 0,06. Концентрация водородных ионов водородный показатель. Величина рН характеризует щелочность буровых растворов.
Концентрацию водородных ионов определяют в буровых растворах и в их фильтратах. Значение рН фильтратов всегда меньше, чем рН бурового раствора. На буровых рН определяют ориентировочно с помощью индикаторной бумаги.
Для измерения наносят каплю бурового раствора или фильтрата на индикаторную бумагу и, перевернув ее, наблюдают за изменением окраски бумаги. Сравнив цвет, приобретенный индикаторной бумагой, с цветной шкалой, определяют рН с точностью до единицы. В лабораторных условиях рН измеряют с помощью рН-метров различных конструкций.
Концентрация газа. При бурении важно знать наличие в растворе воздуха или нефтяного газа. Принцип работы этих приборов основан на свойстве газов сжижаться под действием избыточного давления.
Отличие состоит в том, что плунжер у ВГ-1М несколько длиннее и он снабжен двумя шкалами: верхняя предназначена для измерения показателя фильтрации, нижняя — содержания газа. Остальные параметры глинистого раствора определяют в стационарных лабораторных условиях.
На что влияет водоотдача бурового раствора
Для измерения плотности бурового раствора применяют ареометр АГ-ЗПП, который состоит из мерного стакана, который крепится к поплавку со стержнем. структурообразователь, регулятор реологии и понизитель водоотдачи бурового раствора, коркообразующий компонент. В условиях динамической фильтрации рост фильтрационной корки ограничен эрозионным (разрушающим) воздействием восходящего потока бурового раствора.
Основные свойства буровых растворов
ISO 10414 состоит из следующих двух частей под общим названием "Нефтяная и газовая промышленность. Контроль параметров буровых растворов в промысловых условиях". Замеряют водоотдачу на приборе ВМ-6. Определяют объем выделившейся воды за 30 мин. в см3. Различают 3 вида фильтрации бурового раствора. Таким образом, водоотдача бурового раствора имеет значительное значение в процессе бурения скважин. Растворбуровой ингибированный (inhibited drilling mud) – химически обработанный буровой раствор с некоторыми "замедленными" характеристиками (пониженная водоотдача, низкий. Параметры бурового раствора, подлежащие контролю, можно разделить на три группы.
Буровые промывочные жидкости
Основными факторами, влияющими на водоотдачу бурового раствора, являются его состав, физические свойства, а также параметры бурения. Основными факторами, влияющими на водоотдачу бурового раствора, являются его состав, физические свойства, а также параметры бурения. При бурении в этом интервале принимается плотность бурового раствора 1,26 г/ см3, репрессия на вскрываемые продуктивные пласты при этом составит 1,265-1,647 МПа. 10-кронштейн; 11-чашка для фильтра. Водоотдача – это способность бурового раствора отдавать воду пористым породам под действием перепада давления. Регулирование свойств бурового раствора. Жидкости для промывки ствола предназначены для упрощения бурения и повышения добычи на нефтегазовых месторождениях.
Руководство для обучения инженеров по буровым растворам — часть 48
При содержании солей до 1–1,5 % глинистые растворы обраба-тывают любыми реагентами – понизителями водоотдачи и пониза-телями вязкости. Активность ССБ как понизителя водоотдачи пропорциональна количеству ее в растворе. Расход реагента обычно велик и достигает 50% от объема обрабатываемого раствора. Толщину фильтрационной корки К измеряют линейкой непосредственно на фильтре, переломив фильтр пополам, или с помощью иглы Вика (смотри свойства цементных растворов). Водоотдача – это способность бурового раствора отдавать воду пористым породам под действием перепада давления. Единица измерения водоотдачи – см 3 /30 мин. В водах нефтяных месторождений содержится метан, иногда бутан и пропан. Основная технологическая операция промывки скважины – прокачивание бурового раствора по ее стволу.