• 
  Гидратация таких глин осложнена(затруднена) из-за присутствия в них жесткого катиона с калием.
  
• 
  Недостаточная гидратация приводит к тому, что для получения необходимых структурных и реологических свойств требуется повышение содержания глины в 2 или более раз в растворе;
  
• 
  Глина плохо гидратирует, частички глины более крупные, чем у бентонита, поэтому фильтрационная корка образуется рыхлая, показатель фильтрации большой;
  
• 
  Гидрослюдистая глина не является носителем электрических зарядов, поэтому растворы на их основе не подвержены влиянию минерализации.
  

Палыгорскитовые глины

• 
  Независимость свойств от минерализации;
  
• 
  Образование хороших структурных и реологических свойств в условиях любой минерализации;
  
• 
  Такие растворы обладают большими значениями показателя фильтрации. Корка образуется толстая, рыхлая.
  

2.2 типы глин для получения буровых растворов.

На сегодняшний день для получения растворов используют следующие типы глин:

1. 
   Бентонитовые глины (серого, бело-серого, серо-зеленого, чёрного цвета). Основной минерал – монтмориллонит;
   
2. 
   Палыгорскитовые глины (красного цвета). Основной минерал – палыгорскит;
   
3. 
   Каолинит – гидрослюдисые глины невысокого качества, комплекс переходных продуктов (буро-красноватые);
   
4. 
   Местные глины – комовые;
   
5. 
   Порошки.
   

2.3 дать определение параметра – выход раствора.

количество м³ раствора, которое можно получить из 1 т сухой глины при условии, что условная вязкость Т = 25 с, а эффективная μ_Э = 20 мПа∙с.

2.4 Рассчитать величину объёмной концентрации глины в растворе, если

плотность воды 1000 кг/м3

плотность глины 2560кг/м3

плотность раствора 1080 кг/м3



2.5 какая глина Ca-бентонит или Na-бентонит более высокого качества. Какое свойство определяет способность глин переходить в растворе в раздробленное(диспергированное)состояние.

Натриевые глины гидратируют сильнее.

Способность к гидратации

2.6 пояснить свойство глин-способность к модификации.

Способность изменять валентность ионов при прохождении через глину
Лекция №7 химические реагенты (электролиты):

1.Пояснить действие электролитов на глинистые растворы.

Действие электролитов связано с их воздействием на двойной электрический слой и гидратную оболочку, находящуюся вокруг гидратированной глинистой частицы. При низких концентрациях электролита (до порога коагуляции) происходит увеличение заряда частицы за счет попадания в диффузный и адсорбционный слои катиона и аниона диссоциировавшего электролита. Это приводит к увеличению заряда, силы взаимодействия ослабевают, меняются структурные свойства раствора, поэтому при низких концентрациях электролит способствует усилению структурообразования. При увеличении концентрации электролита (выше порога коагуляции) происходит компенсация зарядов на поверхности глинистой частицы, диффузный слой сжимается, что приводит к коагуляции.

---

2.Охарактеризовать состояние глинистых частиц в трех областях по величине концентрации кальцинированной соды в растворе.

1 областьпри концентрации Na₂CO₃до 2-3% - область стабилизации

Ф₃₀↓; Т↓; θ↓

Связано с тем, что диссоциируется катион Na⁺и анион CO₃^-- насыщают поверхность глинистой частицы, заряд частицы возрастает, и силы взаимодействия ослабевают. Раствор разжижается.

2 область при концентрации Na₂CO₃ до 1315% – область структурообразования

Ф₃₀↓; Т↑; θ↑

Усиление структурных свойств происходит засчет того, что попадая в диффузные слои Na⁺ и СО₃^-- приводит к компенсации заряда глинистых частиц. Сила взаимодействия возрастает, то есть возрастают структурные свойства. В этом случае глинистые частицы соединяются между собой краевыми частями и углами.
3 область при концентрации Na₂CO₃ > 15%

Ф₃₀↑; Т↓; θ↓

Область, в которой увеличивается концентрация электролита, заряд глинистой частицы приближается к нулю. Выпадают из раствора агрегаты частичек. Падают структурные свойства раствора. Глинистые частички соединяются гранями.
3.Раскрыть назначение кальцинированной соды глинистом растворе.

- улучшение качества глин местного производства;

- повышения выхода раствора из глин смешанного состава (Na⁺ + Ca⁺⁺);

- связывание поликатионов;

- повышения рН растворов.
4.Назначение едкого натра и жидкого стекла в растворах.
Назначение NaOH:

- повышение качества глин;

- связывание сероводорода;

- повышение рН среды.
Назначение Na₂O ∙ nSiO₂:

- структурообразователь при концентрации более 5%;

- разжижитель при концентрации до 2%-3%;

- силикатизация – закрепление глин.
5.Назначение хлористого кальция, хромпика и хлорида натрия в глинистых растворах.

Назначение СаCl₂:

• 
  ↑ Ca⁺⁺ в фильтрате;
  
• 
  Регулирование ингибирующего и крепящего действия.
  

НазначениеNaCl:

- структурообразователь для глин невысокого качества;

- получение солевых растворов (применяются при бурении в многолетних мерзлых породах, при бурении глинистых участков, для получения минерализованных растворов).

Лекция №8 (органические реагенты):

1.Почему органические реагенты называются защитными.

Они создают защитный слой (сольватную оболочку)

2.Назначение сульфитспиртовой барды и особенности действия в растворах. Недостатки.

---

Основные назначения ССБ:

- Разжижение растворов, приготовленных из кальциевых глин, но растворы из натриевых глин этот раствор загущает, поскольку имеются катионы кальция в растворе, они вызывают коагуляцию натриевых глин. При разжижении показатель фильтрации слабо изменяется, а в пресных растворах иногда увеличивается.

- Раствор ССБ имеет коллоидный размер частиц, что приводит к увеличению частиц, что приводит к увеличению содержания коллоидной фракции. Это приводит к уменьшению показателя фильтрации.

- При высокой минерализации растворов по хлориду натрия происходит «высаливание» - когда молекулы органических реагентов под воздействием минерализации, уходя с поверхности глинистой частицы, переходят в раствор.

Недостатки:

- Ограниченная термостойкость (до 100⁰). Повышение температуры сопровождается уменьшением действия ССБ.

- При вводе ССБ в раствор он вспенивается. Необходимо обрабатывать раствор пеногасителями.

- Для ССБ является желаемой щелочная среда. Готовится из 30 весовых частей ССБ и 5 весовых частей NaOH. pH в растворе больше 9. Щелочная среда приводит к тому, что стенки скважины могут обрушиться.

3.Условия применения КССБ, преимущества.

Разжижает растворы, загустевшие от действия выбуренных глинистых пород; особенно эффективен в растворах, содержащих глины, гипсы и ангидриты.

- невысокое значение pH, так как в составе нет NaOH;

- поскольку pH невысокое, глина плохо гидратирует, раствор не загущается, так как выбуриваемая глина, входящая в состав раствора не диспергируется;

- хорошо сочетается с другими органическими реагентами, позволяет проводить комплексную обработку другими органическими реагентами;

- используется как в жидком, так и в порошкообразном виде, хорошо растворяется в воде.

4.Основное назначение углещелочного реагента. Недостатки.

Уменьшение вязкости и показателя фильтрации

Недостатки УЩР:

- Невысокая термостойкость до 100⁰С. Для увеличения термостойкости вводится хромпик (Na2Cr2O7). Термостойкость увеличивается до 200⁰С;

- Раствор имеет щелочную реакцию, что приводит к диспергированию глин в составе раствора и загущению раствора;

- Глинистые породы в стенках скважины под воздействием щелочной среды намокают и обрушаются.

Применяется в отдельных устойчивых горных породах.

---

5.Основное назначение крахмальных реагентов. Недостатки. Способы устранения ферментации крахмальных реагентов.

Основные назначения:

- снижение показателя фильтрации, особенно если в растворе присутствуют Ca-катионы;

- загущение раствора.

КР-1 – крахмальный реагент.

ЭКР-2 – экструзионный крахмальный реагент.

Основные недостатки:

- Загнивание раствора под воздействием бактерий (идет ферментация). Применяются следующие мероприятия от ферментации:

- pH увеличивают до 10;

- засоление раствора (вводятся Na и другие соли);

- введение антиферментаторов (фенол, формалин).

6.Как получается водорастворимая форма КМЦ

При добавлении к нерастворимой форме гидроксида натрия получается натриевая растворимая форма

7.Дать определение характеристик КМЦ: степень замещения и степень полимеризации.

Степень замещения КМЦ показывает сколько атомов водорода в молекуле КМЦ замещены Na-радикалами.

Степень полимеризации показывает, сколько звеньев содержится в молекуле КМЦ.

8.Методы повышения стойкости КМЦ к минерализации и повышенной температуре

Для повышения стойкости к минерализации вводятся ФЭС (фенолы эстонских сланцев CH2O).
Для увеличения термостойкости проводятся следующие мероприятия:

- вводится хромпик;

- жидкое стекло;

- сульфат натрия Na2SO3.

Лекции №9 классификация промывочных жидкостей, растворы на водной основе:

1.Виды растворов в соответствии с 1,2 и 3 классификационными признаками.

Классификационные признаки:

1. 
   Вид дисперсионной среды (основа промывочных жидкостей):
   

- вода (РВО – растворы на водной основе);

- углеводородная жидкость (РУО – растворы на углеводородной основе);

- системы с газообразной дисперсионной средой.

2. 
   Вид дисперсной фазы:
   

- с твердой дисперсной фазой (золи, суспензии);

- с жидкой дисперсной фазой (эмульсионные растворы – в качестве жидкой фазы водная или углеводородная жидкость);

- комбинированные (Т+Ж, Г+Т, Г+Ж+Т): где –Т-твердая фаза;Ж-жидкая фаза; Г-газообразная фаза.

3. 
   Состав дисперсной фазы:
   

- глинистый раствор (искусственно приготовленный, естественный);

- карбонатный (CaCO₃);

- торфяные растворы;

- сапропелевые растворы;

- гидрогельмагниевые растворы;

- полимерные растворы;

- сульфатные растворы и др.

2.Условия, в которых применяются глинистые растворы.

Применяется для бурения в наносных, осадочных горных породах, склонных к обрушению и обваливанию.

---

Глинистые растворы не рекомендуется применять для вскрытия продуктивных залежей (воды, нефти, газа)

3.Факторы, обусловливающие седиментационную и агрегативную устойчивости глинистых растворов.

Факторы, обусловливающие седиментационную устойчивость:

- тепловое Броуновское движение;

- диффузия – процесс самопроизвольного выравнивания концентрации;

- структурообразование (коагуляция частиц, тиксотропия).
Факторы, обусловливающие агрегативную устойчивость:

- тепловое Броуновское движение;

- электростатические силы отталкивания;

- упругость гидратных, сольватных оболочек;

- коллоидная защита (молекулы органических реагентов);

- гидрофильная коагуляция.
4.Признаки и причины гидрофильной коагуляции глинистых растворов.

Причинами гидрофильной коагуляции являются соединение глинистой частицы своими краевыми частями, где толщина гидратного слоя меньше.

Признаком является загустевание раствора. Загустевание происходит при наличии молекул воды внутри глинистого раствора.

5.Признаки и причины гидрофобной коагуляции глинистых растворов.

Причинами гидрофобной коагуляции является попадание в раствор электролита.

Признаком является расслоение раствора.

6.Состав и условия применения неингибированных глинистых растворов.

К неингибированным относятся:

- пресный слабоминерализованный NaCl (0,5%-1%) раствор

- средней минерализации NaCl (1%-3,5%) раствор

Не ингибированные рстворы применяют в условиях относительно устойчивых стенок скважин.

7.Виды и назначение химреагентов в составе естественных растворов.

СаСО₃+ 1% NaCl –для повышения структурных свойств

3 ÷ 5% Na2O ∙ nSiO2 – стабильность

гидратированный бентонит - для улучшения структурных свойств

ССБ (Т ↓) для разжижения т.к. много катионов Ca

КМЦ (Ф₃₀ ↓) для снижения показателя фильтрации.

-глинистая суспензия (2-5%) –для создания структурных свойств;

-УЩР (Т ↓; Ф₃₀ ↓) –для разжижения и контроля показателя фильтрации;

- ССБ (Т ↓) –для разжижения в условиях присутствия катионов Ca;

- КМЦ (Ф₃₀ ↓) для регулирования показателя фильтрации;

Na₂O ∙ nSiO₂ – для придания раствору ингибирующих свойств.

8.Способ получения, состав и условия применения гидрогельмагниевых растворов.

Это растворы с конденсированной твердой фазой.

---

Смотрите также файлы

• Программа курса и основные понятия Цели и задачи дисциплины.doc

• Класс пресмыкающиеся.doc

• 1. Создайте новый документ.pdf

• Теория государства и права это фундаментальная юридическая наука, изучающая общие и специфические закономерности возникновения, развития и трансформации государства и права как единых и целостных систем. Объектом изучения.docx

• Мама это самый родной и близкий человек для всех людей. Мою маму зовут Ирина. Она молодая и красивая. Мама нигде не работает.docx