9) Обеспечение проведения геофизических исследований

При бурении скважин и по достижении проектной глубины обязательно проводится комплекс геофизических исследований, позволяющих уточнить геологический разрез и измерить ряд важных характеристик пласта. Эффективность таких исследований зависит от качества промывочной жидкости. Так, при повышенных реологических параметрах геофизические приборы могут зависать в скважине, в то время как бурильный инструмент опускается свободно. В отдельных случаях параметры промывочных жидкостей влияют и на показания приборов. Все эти обстоятельства должны учитываться при выборе качества промывочной жидкости.

10) Предохранение бурового инструмента и оборудования от коррозии и абразивного износа

Коррозия бурильного инструмента и оборудования вызывается в основном действием солей, а также кислорода воздуха, растворенных в промывочной жидкости. Реже коррозия происходит под действием сероводорода, поступающего в промывочную жидкость из горных пород.

Абразивный износ вызывается твердыми частицами, попадающими в промывочную жидкость либо при приготовлении" либо в процессе бурения. Совместное действие абразивного износа и коррозии усиливает процесс разрушения металла, приводит к преждевременному выходу из строя инструмента и оборудования, поломкам и авариям. Поэтому при выборе промывочной жидкости необходимо учитывать ее коррозионную и абразивную активность. Коррозионную активность снижают введением специальных добавок - ингибиторов коррозии. Для уменьшения абразивного износа промывочные жидкости следует регулярно очищать на поверхности от твердых абразивных частиц.

11) Закупоривание каналов с целью снижения поглощения бурового раствора и водопритоков

Буровой раствор должен обладать закупоривающими свойствами. Это достигается введением измельченных веществ- наполнителей. Отлагаясь в сужениях трещин, частицы наполнителя создают каркас, на котором осаждается твердая фаза, формируя изоляционные тампоны. Постепенно такие тампоны смыкаются, образуя в поглощающем пласте вокруг скважины водонепроницаемую завесу. Частицы наполнителя должны равномерно распределяться в жидкости, поэтому необходимо, чтобы жидкость обладала определенной структурой, препятствующей осаждению наполнителя. Размеры частиц наполнителя и его концентрация не должны существенно ухудшать работу буровых насосов.

---

12) Предотвращение газо-, нефте-, водо проявлений

Газ, нефть, или вода, с которой сталкиваются в проницаемых породах, пронизанных буровым долотом обычно предотвращается от течения (фонтанирования) в отверстие давлением, проявленным столбом промывочной жидкости. Количество этого гидростатического давления зависит в значительной степени от плотности промывочной жидкости и высоты столба жидкости. Давление в стволе скважины также зависит до некоторой степени от давления от ударной нагрузки, вызванных циркулирующей глинистым раствором и движением бурильной трубы. Давление от ударной нагрузки, по очереди, связаны с пластической вязкостью, пределом текучести, и предельным статическим напряжением сдвига глинистого раствора.

13) Снижение коэффициента трения

Один из наиболее прогрессивных методов снижения коэффициента трения является введение в них специальных органических или комбинированных добавок, в результате чего образуется эмульсия, обладающая смазочными свойствами. Такие промывочные жидкости обеспечивают ряд дополнительных положительных эффектов: увеличение механической скорости, повышение стойкости бурильных труб, снижение затрат мощности на вращение колонны бурильных труб, снижение потерь напора при циркуляции.

14) Сохранение заданных технологических характеристик

В процессе бурения раствор как можно более длительное время должен сохранять предусмотренные проектом технологические свойства. В противном случае он перестанет выполнять необходимые функции, что может привести, с одной стороны, к возникновению осложнений и аварий, а с другой, к необходимости дополнительной его обработки химическими реагентами, что вызывает увеличение стоимости буровых работ.

15) Экологическая чистота

При бурении наклонно-направленных скважин буровой раствор может попадать в водоносные горизонты, в русло рек и разливаться по поверхности в прирусловой зоне. По этой причине (несмотря на мероприятия по предупреждению этих явлений) раствор не должен оказывать губительное влияние на окружающую среду - должен быть экологически безопасным.

Для этой цели буровой раствор должен изготавливаться из нетоксичных материалов, не способных создавать ядовитые соединения. Токсичность материалов и их соединений должна контролироваться на этапе проектирования.

16) Экономическая эффективность

При условии выполнения буровым раствором всех вышеперечисленных функций он должен иметь минимально возможную стоимость. Это обеспечивается оптимальным подбором рецептуры приготовления бурового раствора и применением наиболее дешевых материалов для его производства (без ущерба качеству). Таким образом оптимальный процесс промывки скважин обеспечивается правильным сочетанием вида бурового раствора, режима промывки (подачи насоса) и организационных мер по поддержанию и регулированию свойств раствора в процессе бурения. Только такое сочетание позволит эффективно реализовать технологические функции процесса промывки.

---

В зависимости от геологического разреза и физико-механических свойств горных пород конкретного района работ одни функции промывочной жидкости являются главными, другие - второстепенными. Необходимый комплекс функций процесса промывки предъявляет к промывочному агенту требования, для удовлетворения которых он должен иметь определенные свойства. Эти свойства обусловливают вид промывочной жидкости.

Классификация буровых растворов

Буровой раствор представляет собой дисперсную систему, которая состоит из дисперсной (твердой) фазы и дисперсионной среды (жидкость или газообразная фаза). Существует большое количество классификаций буровых растворов, из которых целесообразно выделять их по следующим признакам:

1. По виду дисперсной среды:

– растворы на водной основе (с водной дисперсной средой);

– растворы на углеводородной основе РУО;

– газообразные.

2. По виду дисперсной фазы:

– дисперсии, суспензии (с твердой фазой);

– эмульсии (с жидкой фазой);

– газожидкостные смеси (аэрированные растворы, пены);

– с конденсированной твердой фазой.;

– комбинированные.

3. По составу дисперсной фазы:

– глинистые;

– силикатно-гуминовые;

– меловые;

– гипсовые;

– алюминатные;

– хлоркальциевые;

– хлоркалиевые.

4. В зависимости от обработки химическими реагентами:

– обработанные;

– необработанные.

5. В зависимости от условий применения:

– для нормальных геологических условий;

– для осложненных геологических условий.

6. По способу приготовления:

– естественные, (насыщенные из горных пород самозамесом);

– искусственно приготовленные.

7. По степени минерализации хлоридом нария (NaCl):

– пресные и слабоминеральные до 0,5%;

– средней минерализации от 1 до 3,5%;

– высокоминерализованные до 10%.

Основные виды промывочных жидкостей

Техническая вода

Техническая вода (пресная, морская) применяется преимущественно при бурении монолитных, плотных, устойчивых, неразмываемых, слабогидратирующих, малорастворимых, слаботрещиноватых горных пород в скважинах глубиной не более 3000 м.

При бурении по мерзлым, льдистым породам с незначительной отрицательной температурой (до –2 ^оС) используют охлажденную воду (до 0

---

^оС) при условии ее непрерывной циркуляции и слабой минерализации. Вода обладает низкой плотностью, малой вязкостью, считается хорошим растворителем, понижает прочность разбуриваемых пород, имеет высокую мгновенную и интегральную фильтрацию, достаточные охлаждающие и смазочные свойства.

При промывке водой, по сравнению с ПЖ, содержащими твердую фазу, возрастают механическая скорость и проходка на коронку (долото). Применение воды наиболее целесообразно при алмазном бурении, при использовании гидромониторных долот на относительно небольших глубинах бурения, при вскрытии водоносных горизонтов. Если вода доступна в неограниченном количестве, например, при бурении на акваториях, то возможно бурение как при частичной, так и при полной потере циркуляции ПЖ (т.е. «на поглощении»), при условии, чтобы это не оказало отрицательное влияние на химический состав и режим движения пластовых вод.

Применение воды в качестве промывочной жидкости имеет недостатки:

- промывка водой вызывает ослабление относительно устойчивых стенок скважины, приводящее к осыпанию и обвалам горных пород и связанным с ними осложнениям в процессе бурения;

- вода не способна удерживать шлам во взвешенном состоянии при остановке циркуляции ПЖ, что является причиной его осаждения на забой и прихватов инструмента в случае неоперативных действий бурового персонала по предупреждению осложнения;

- при переходе с промывки водой на более плотную (глинистую) ПЖ рекомендуется, во избежание гидроразрывов проницаемых пород и поглощений плотность глинистой ПЖ (глинистого раствора) увеличивать поэтапно: сначала на величину до 10 % от плотности воды, затем, после глинизации пор и трещин в горных породах, доводить плотность ПЖ до заданной. Это трудоемкий процесс.

Воду как промывочную жидкость не применяют при бурении глинистых сланцев, аргиллитов, алевролитов, солевых отложений и глин, многолетнемерзлых пород нескального типа, так как это может привести к их разупрочнению, потере устойчивости и возникновению осложнений в виде сужений ствола, осыпей и обвалов стенок скважины.

Глинистые растворы

Термин «глинистые растворы» широко применяется в бурении, однако он не совсем корректен с точки зрения физико-химии, так как глинистая ПЖ – это «дисперсная суспензия», а не раствор глины в воде.

а) Нормальные глинистые ПЖ. Их широко применяют при забуривании и бурении скважин в песчано-глинистых отложениях

---

, известняках, сланцах, гипсах, ангидритах, алевролитах, аргиллитах, конгломератах и других аналогичных слаботрещиноватых горных породах I–VII категории по буримости, т.е. в породах, теряющих устойчивость при насыщении водой или размываемых при ее циркуляции.

Основные компоненты глинистых растворов : качественная местная комовая глина или товарный (бентонитовый, каолинитовый, палыгорскитовый) глинопорошок (до 15–35 %), техническая вода (пресная или морская), химические реагенты. Глинистые растворы используют при бурении в условиях, не связанных с серьезными осложнениями в процессе бурения (интенсивные поглощения, осыпи, обвалы, набухание пород, водо-, нефте-, газопроявления и т.п.).

Глинистые ПЖ могут обладать следующими нормальными технологическими параметрами:

- плотность ( ρ ) 1,10–1,25 г/см³;

- условная вязкость (Т) 20–25 с;

- содержание песка в растворе (П) не более 2 %;

- водоотдача (В) 25–10 см³ за 30 мин.;

- толщина глинистой коронки (К) не более 3 мм;

- предельное статическое напряжение сдвига (СНС 1/10) (θ1 ) 1–2 Па (при замере через 1 мин.) и (θ2 ) 2–5 Па (через 10 мин.);

- стабильность раствора не более 0,02 г/ см³.

б) Утяжеленные глинистые растворы. Их используют в разрезах, представленных толщами слабоустойчивых, трещиноватых, раздробленных, перемятых, легко разрушающихся при обнажении горных пород, при высоких пластовых давлениях и возможных выбросах воды, нефти или газа из скважины.

Основа этих растворов – качественный глинистый раствор с параметрами: Т = 25÷30 с,θ 1 = 2÷2,5 Па, В < 5÷10 см³ за 30 мин.

Утяжеление глинистого раствора до плотности 1,3÷1,35 г/см³ достигается увеличением концентрации глинистой фазы. Дальнейшее утяжеление производят, добавляя инертные утяжелители: барит, магнетит, гематит, колошниковую пыль и др. Показатели раствора могут изменяться в следующих пределах: ρ = 1,4÷2,2 г/ см³, Т = 18÷60 с,θ 1 = 3,0÷7,5 Па, В = 3÷5 см³ за 30 мин, К = 0,5÷2 мм.

в) Малоглинистые и полимерглинистые ПЖ. Эти ПЖ характеризуются малым содержанием глинистой твердой фазы, небольшой вязкостью, низкой плотностью и малым значением статического напряжения сдвига.

Малоглинистые растворы готовят из качественной местной комовой глины или бентонитового глинопорошка (до 4–8 %), технической воды и химических реагентов. По сравнению с глинистыми ПЖ концентрация реагентов в этих ПЖ обычно выше. Их применяют при наличии частичных поглощений, возникновении признаков осложнений при бурении на воде и т.п.

---

Смотрите также файлы

• Планконспект проведения занятия по специальной подготовке с подгруппой 2 учебной группы 4 учебной группы 3.doc

• Юношеский возраст.docx

• "Опухоли слюнных желез. Тактика хирургического лечения.".pdf

• Допускаю к защите.docx

• Плотность жидкости это.docx