Файл: Лекции 12 Какие применяются методы снижения водоотдачи буровых растворов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 85
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
,когда требуется преодолевать большие гидравлические сопротивления.
Макромолекулы таких пластификаторов адсорбируются поверхностью центров кристаллизации и временно препятствуют их взаимодействию с молекулами воды и гидратации до момента доставки тампонажного раствора в интервал тампонирования .Ослабление сил взаимодействия между молекулами воды и активными компонентами вяжущего вещества цемента при вводе в состав раствора пластификаторов приводит к снижению сопротивлений при прокачиваниитампонажных растворов.
г). Понизители водоотдачи
При их вводе повышается водоудерживающая способность тампонажныхрастворов ,что способствует протеканию более глубоких реакций гидратации компонентов цемента –в роли понизителей водоотдачи выступают поверхностно-активные вещества - ПАВ, глины, ГПАА, высокомолекулярные вещества-эти вещества обладают хорошими гидрофильными свойствами и поэтому удерживают в составе растворов молекулы воды ,необходимые для гидратации цементов и получения прочного цементного камня.
При их вводе повышается водоудерживающая способность тампонажныхрастворов ,что способствует протеканию более глубоких реакций гидратации компонентов цемента –в роли понизителей водоотдачи выступают поверхностно-активные вещества - ПАВ, глины, ГПАА, высокомолекулярные вещества-эти вещества обладают хорошими гидрофильными свойствами и поэтому удерживают в составе растворов молекулы воды ,необходимые для гидратации цементов и получения прочного цементного камня.
Ответы на вопросы к лекции № 14:
Чаще получают на основе цементного раствора с добавлением бентонита но в практике применятся и другие способы получения таких растворов.
Введение бетонита в цементный раствор даёт:
1) Коагуляция латекса на поверхности:
Применяют когда глубина скважины небольшая (300-500м) путем смешивания потоков водных растворов латекса хлористого кальция.
2).Порционное закачивание латекса:
Количество порционно закачиваемых растворов латекса и хлористого кальция в объеме 1-3 м3 должно быть не менее трех.
Применяют 3 схемы тампонирования с использованием битумных смесей:
а) Закачивание битумной смеси по бурильным трубам имеет недостатки:
-пожароопасность при нагревании смеси
-плохо смывается смесь с насосного оборудования и бурильных труб.
б) доставка ТС в теплоизоляционных контейнерах (колонковаятруба с многослойной асбестовой обмоткой)---ограничения по глубине скважины
в)доставка ТС в виде расфасовок:
в виде расфасовок нетвердеющей смесиНС – нетвердеющая смес
Применяются:
-при вскрытии пластов с аномально низким пластовым давлением
- при наличии в растворе карстовых полостей с увеличенной проницаемостью
- при жёстких требованиях к экологии и охране окружающей среды
Схема размещения оборудования при цементировании с использованием аэрированного цементного раствора
ОГЖС – отверждаемые газожидкостные смеси
Применяются в пластах с высокой проницаемостью а также в пластах с аномально низкими пластовым давлением.
Лекция №14.
б) Метод нагнетания с использованием пакера.
Пакер- герметизирующее устройство, позволяющее отделить исследуемый интервал от основной части скважины. Пакер спускается в скважину либо на бурильных, либо на насосно-компрессорных трубах.
Рис.49. Схема к расчету параметров поглощающего горизонта при исследовании с применеием пакера.
1-бурильные или насосно-компрессорные трубы
2-пакер
3-манометр
4-цементировочный агрегат
5-расходомер
6-мерная емкость
Нс- расстояние от статического уровня до пакера;
Н- расстояние от статического уровня до кровли поглощающего горизонта;
Рс- давление под пакером против интервала поглощения;
Выполнятся с использованием скважинного прибора – расходомера,датчик расхода жидкости которого оттарирован в стендовых условиях при получении зависимости частоты вращения крыльчатки прибора от расхода жидкости.
ра
Рис.50. Исходное положение при проведении исследования расходометрии
После вскрытия и перебуривания интервала поглощения в скважину опускается расходометр. Его основной элемент – крыльчатка. Затем расходомер равномерно
поднимается на поверхность при постоянной скорости подъема (при Vп=const и при этом интервал поглощения идентифицируется по увеличению частоты вращения датчика расхода в пределах интервала пооглощения.
б) Термометрия.
Основана на измерении температуры в стволе скважины при постоянном нагнетании жидкости. (Сначала измеряют температуру без подачи жидкости, потом опускают в скважину термометрический зонд и снизу вверх при нагнетании жидкости в скважине измеряют температуру).
Интервал поглощения отмечается заметным снижением значения температуры жидкости в скважине в пределах интервала поглощения тк увеличивается интенсивность теплоотвода уходящим в пласт потоком жидкости.
Рис.53. Образец записи термометрической кривой на скважине
в) Гидродинамические исследования.
Основаны на нагнетании жидкости в скважину при установке пакера в определенном интервале по способу снизу вверх.
Наличие пакера позволяет установить наиболее проницаемые интервалы пород – поглощающие горизонты.
Рис.54. Схема проведения гидродинамических исследований с использованием пакера
Проводится после завершения бурения.
д) Кавернометрия.
Основана на непрерывном измерении поперечных размеров скважины в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Позволяет измерить номинальный диаметр скважины в интервалах ненарушенных пород, а так же средний диаметр в интервалах раздробленных ,нарушенных горных пород.
Позволяет кавернометрия определить:
-степень нарушенности пород интервала поглощения
-месторасположение интервала нарушенных пород
-объём тампонажного раствора, необходимого для тампонирования
В интервале залегания поглощающих пород отличается увеличение среднего диаметра
Рис.56. График изменения диаметрра скважины по глубине
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
– основана на оперативном измерении расхода, при котором нагнетается (поглощается) жидкость и значений статического и динамического уровней, которое проводится после перебуривания интервала поглощения :
Kт=
(89)
Рис.58. Схема к методике определения коэффициента поглощающей способности
Эта методика предусматривает нагнетание жидкости в скважину по колонне бурильных труб при измерении величин статического и динамического уровней ее, а также дебита нагнетания жидкости.
Технологические методы:
а) Увеличение площади кольцевого пространства за счёт уменьшения диаметров обсадных и бурильных труб, что способствует уменьшению скорости восходящего потока в затрубном пространстве, но при этом необходимо улучшать выносящую способность бурового раствора;
б) Необходимо уменьшать длину УБТ, то есть увеличивать массу 1м УБТ;
в) Необходимо снижать расход жидкости до минимального значения (0,2 м/с) в тех интервалах, где возможно возникновение осложнений, связанных с поглощением;
г) Снижение структурных и реологических показателей промывочной жидкости, которые определяют величину гидравлических сопротивлений, то есть необходимо использовать реагенты – разжижители (УЩР, КССБ);
д) Плавное восстановление циркуляции после остановки насоса, что предупреждает резкий рост пускового давления, а так же предупреждает отрыв корки от стенок скважины, плавно изменяя подачу от минимального до максимально необходимого значения;
е) плавное выполнение спускоподъемных операций при допустимой скорости подъема не более 2 м/с.
Портланд цемент + CaCl2 (2-5%)
Начало схватывания 3 - 4 часов
Окончание схватывания 5 - 7 часов
Лекция №16. Методы тампонирования.
Макромолекулы таких пластификаторов адсорбируются поверхностью центров кристаллизации и временно препятствуют их взаимодействию с молекулами воды и гидратации до момента доставки тампонажного раствора в интервал тампонирования .Ослабление сил взаимодействия между молекулами воды и активными компонентами вяжущего вещества цемента при вводе в состав раствора пластификаторов приводит к снижению сопротивлений при прокачиваниитампонажных растворов.
г). Понизители водоотдачи
При их вводе повышается водоудерживающая способность тампонажныхрастворов ,что способствует протеканию более глубоких реакций гидратации компонентов цемента –в роли понизителей водоотдачи выступают поверхностно-активные вещества - ПАВ, глины, ГПАА, высокомолекулярные вещества-эти вещества обладают хорошими гидрофильными свойствами и поэтому удерживают в составе растворов молекулы воды ,необходимые для гидратации цементов и получения прочного цементного камня.
-
Назначение добавок –понизителей водоотдачи.
При их вводе повышается водоудерживающая способность тампонажныхрастворов ,что способствует протеканию более глубоких реакций гидратации компонентов цемента –в роли понизителей водоотдачи выступают поверхностно-активные вещества - ПАВ, глины, ГПАА, высокомолекулярные вещества-эти вещества обладают хорошими гидрофильными свойствами и поэтому удерживают в составе растворов молекулы воды ,необходимые для гидратации цементов и получения прочного цементного камня.
Ответы на вопросы к лекции № 14:
-
Основные недостатки гипсовых тампонажных смесей?
-
Невозможность цементирования в условиях высокого давления т к прочность камня не высокая; -
Температура окружающих пород не выше 60 градусов; -
Размягчается за счёт водопритока и контакта с водоносными горизонтами.
-
Что дает введение бентонита в состав гельцементных тампонажных смесей?
Чаще получают на основе цементного раствора с добавлением бентонита но в практике применятся и другие способы получения таких растворов.
Введение бетонита в цементный раствор даёт:
-
Уменьшение чувствительности цементной смеси к промывочной жидкости; -
Получение более плотной структуры тампонажного камня, поскольку набухающие частицы глины заполняют поры до получения монолитной структуры, что приводит к уменьшению проницаемости
-
Какие применяют способы получения латексных тампонажных смесей?
1) Коагуляция латекса на поверхности:
Применяют когда глубина скважины небольшая (300-500м) путем смешивания потоков водных растворов латекса хлористого кальция.
2).Порционное закачивание латекса:
Количество порционно закачиваемых растворов латекса и хлористого кальция в объеме 1-3 м3 должно быть не менее трех.
-
Способы (схемы) тампонирования с применением битумных смесей?
Применяют 3 схемы тампонирования с использованием битумных смесей:
а) Закачивание битумной смеси по бурильным трубам имеет недостатки:
-пожароопасность при нагревании смеси
-плохо смывается смесь с насосного оборудования и бурильных труб.
б) доставка ТС в теплоизоляционных контейнерах (колонковаятруба с многослойной асбестовой обмоткой)---ограничения по глубине скважины
в)доставка ТС в виде расфасовок:
в виде расфасовок нетвердеющей смесиНС – нетвердеющая смес
-
Области применения аэрированных цементных растворов?
Применяются:
-при вскрытии пластов с аномально низким пластовым давлением
- при наличии в растворе карстовых полостей с увеличенной проницаемостью
- при жёстких требованиях к экологии и охране окружающей среды
-
Назначение гидродинамического аэратора в составе технологической схемы цементирования с применением аэрированного цемента?
Схема размещения оборудования при цементировании с использованием аэрированного цементного раствора
-
Цементосмесительная машина -
ЦА-цементировочный агрегат -
Коллектор -
Насос для подачи водного раствора ПАВ -
Компрессор -
Гидродинамический аэратор -
Интервал тампонирования -
Вспененный цементный раствор
-
Условия применения отвержденных газожидкостных смесей (ОГЖС)?
ОГЖС – отверждаемые газожидкостные смеси
Применяются в пластах с высокой проницаемостью а также в пластах с аномально низкими пластовым давлением.
Лекция №14.
-
Назначение пакера при исследовании поглощающих горизонтов?
б) Метод нагнетания с использованием пакера.
Пакер- герметизирующее устройство, позволяющее отделить исследуемый интервал от основной части скважины. Пакер спускается в скважину либо на бурильных, либо на насосно-компрессорных трубах.
Рис.49. Схема к расчету параметров поглощающего горизонта при исследовании с применеием пакера.
1-бурильные или насосно-компрессорные трубы
2-пакер
3-манометр
4-цементировочный агрегат
5-расходомер
6-мерная емкость
Нс- расстояние от статического уровня до пакера;
Н- расстояние от статического уровня до кровли поглощающего горизонта;
Рс- давление под пакером против интервала поглощения;
-
Для чего применяется скважинная расходометрия?
Выполнятся с использованием скважинного прибора – расходомера,датчик расхода жидкости которого оттарирован в стендовых условиях при получении зависимости частоты вращения крыльчатки прибора от расхода жидкости.
ра
Рис.50. Исходное положение при проведении исследования расходометрии
После вскрытия и перебуривания интервала поглощения в скважину опускается расходометр. Его основной элемент – крыльчатка. Затем расходомер равномерно
поднимается на поверхность при постоянной скорости подъема (при Vп=const и при этом интервал поглощения идентифицируется по увеличению частоты вращения датчика расхода в пределах интервала пооглощения.
-
Что происходит с температурой нагнетаемой в скважину жидкости в интервале поглощения?
б) Термометрия.
Основана на измерении температуры в стволе скважины при постоянном нагнетании жидкости. (Сначала измеряют температуру без подачи жидкости, потом опускают в скважину термометрический зонд и снизу вверх при нагнетании жидкости в скважине измеряют температуру).
Интервал поглощения отмечается заметным снижением значения температуры жидкости в скважине в пределах интервала поглощения тк увеличивается интенсивность теплоотвода уходящим в пласт потоком жидкости.
Рис.53. Образец записи термометрической кривой на скважине
-
Для чего применяется пакер при гидродинамических исследованиях интервалов поглощения?
в) Гидродинамические исследования.
Основаны на нагнетании жидкости в скважину при установке пакера в определенном интервале по способу снизу вверх.
Наличие пакера позволяет установить наиболее проницаемые интервалы пород – поглощающие горизонты.
Рис.54. Схема проведения гидродинамических исследований с использованием пакера
Проводится после завершения бурения.
-
Назначение кавернометрии при исследовании интервалов поглощения?
д) Кавернометрия.
Основана на непрерывном измерении поперечных размеров скважины в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Позволяет измерить номинальный диаметр скважины в интервалах ненарушенных пород, а так же средний диаметр в интервалах раздробленных ,нарушенных горных пород.
Позволяет кавернометрия определить:
-степень нарушенности пород интервала поглощения
-месторасположение интервала нарушенных пород
-объём тампонажного раствора, необходимого для тампонирования
В интервале залегания поглощающих пород отличается увеличение среднего диаметра
Рис.56. График изменения диаметрра скважины по глубине
-
Какие параметры измеряются при использовании оперативного метода исследования интервала поглощения?
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
– основана на оперативном измерении расхода, при котором нагнетается (поглощается) жидкость и значений статического и динамического уровней, которое проводится после перебуривания интервала поглощения :
Kт=
(89) Рис.58. Схема к методике определения коэффициента поглощающей способности
Эта методика предусматривает нагнетание жидкости в скважину по колонне бурильных труб при измерении величин статического и динамического уровней ее, а также дебита нагнетания жидкости.
-
Какие применяются технологические методы предупреждения поглощений?
Технологические методы:
а) Увеличение площади кольцевого пространства за счёт уменьшения диаметров обсадных и бурильных труб, что способствует уменьшению скорости восходящего потока в затрубном пространстве, но при этом необходимо улучшать выносящую способность бурового раствора;
б) Необходимо уменьшать длину УБТ, то есть увеличивать массу 1м УБТ;
в) Необходимо снижать расход жидкости до минимального значения (0,2 м/с) в тех интервалах, где возможно возникновение осложнений, связанных с поглощением;
г) Снижение структурных и реологических показателей промывочной жидкости, которые определяют величину гидравлических сопротивлений, то есть необходимо использовать реагенты – разжижители (УЩР, КССБ);
д) Плавное восстановление циркуляции после остановки насоса, что предупреждает резкий рост пускового давления, а так же предупреждает отрыв корки от стенок скважины, плавно изменяя подачу от минимального до максимально необходимого значения;
е) плавное выполнение спускоподъемных операций при допустимой скорости подъема не более 2 м/с.
-
Тампонажные смеси на основе портландцемента или глиносодержащего цемента имеющего более короткие сроки схватывания?
Портланд цемент + CaCl2 (2-5%)
Начало схватывания 3 - 4 часов
Окончание схватывания 5 - 7 часов
Лекция №16. Методы тампонирования.