Классификация промывочных жидкостей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

________________

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. Губкина

 

 

 

Реферат на тему:

Классификация промывочных жидкостей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:  студент гр. МО-06-09

Баженов П.В.

 

 

                                                             Проверил: Симонянц С.М.

Москва  -  2008.

Содержание.

 

1. Введение ---------------------------------------------------------------стр 3
2. Классификация промывочных жидкостей-------------------стр 4
3. Основные функции буровых растворов----------------------стр  5
4. Основные типы промывочных жидкостей, применяемых для бурения скважин в различных геологических условиях------------стр 6

                    а) Обработанные глинистые растворы.

                    б)Эмульсионные.

                    в)На основе отходов производства.

                    г)Полимерные.

                    д)Полимерэмульсионные.

                    е)Соленасыщенные.

                  ж)Ингибированные.

                   з)Утяжеленные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

При геологоразведочном бурении очистка скважин проводится непрерывно в процессе бурения при помощи:

# промывочных жидкостей

# сжатого воздуха

# пенных систем

     Наиболее распространенным  способом очистки скважин, однако, до сих пор остается применение  промывочных жидкостей (техническая  вода, естественные или глинистые  растворы, аэрированные жидкости, эмульсионные  и полимерные растворы).

     Промывочные  жидкости, применяемые при бурении, должны удовлетворять следующим  основным требованиям:

1) Очищать зону забоя  скважины от разбуренной породы, чтобы породоразрушающий инструмент контактировал с чистым забоем

2) Закреплять или удерживать  стенки скважины при бурении  в неустойчивых породах 

3) Препятствовать прорывам  пластовых вод в скважину 

4) Обладать смазочными  свойствами 

5) Снижать коррозионную  агрессивность среды в скважине 

6)Поддерживать частицы  выбуренной породы во взвешенном  состоянии во время перерывов  в работе, когда жидкость находится  в скважине в полном покое 

7) Охлаждать породоразрушающий инструмент в процессе бурения 

8) Ооблегчать процесс разрушения горных пород

9) Удовлетворять санитарно-гигиеническим  требованиям.

 

     Глинистые растворы, наиболее успешно применяемые при бурении осадочных, рыхлых, неустойчивых, трещиноватых пород, всесторонне охарактеризованы в литературе по бурению. Для приготовления растворов наряду с местными глинами применяют централизованно поставляемые глинопорошки. Использование технической воды не требует специальных рекомендаций.

    В последние годы широкое использование при высокоскоростном бурении на твердые полезные ископаемые получили эмульсионные и полимерные промывочные жидкости. В табл. 10.1 приведены основные типы промывочных жидкостей, применяемых при бурении скважин в различных горно-геологических условиях.

Классификация промывочных жидкостей.

     Промывочные жидкости классифицируются по трём основным причинам: по основе – на водной и нефтяной основах и эмульсии; по плотности – облегчённые, нормальные и утяжелённые (плотностью до 1,08; 1,26 и свыше 1,26 г/см3 соответственно); по температуростойкости – нетемпературостойкие, ограниченно термостойкие и термостойкие (до 90, 140 и 220 градусов цельсия соответственно).

     Возможны любые сочетания указанных признаков. В свою очередь, промывочные жидкости на водной основе разлчаются:

     По отношению к проходимым породам – неингибированные и ингибированные;

     По составу твёрдой фазы – безглинистые, бентонитовые (содержание глины меньше 3%), малоглинистые (меньше 8%), глинистые или естественно-глинистые (больше 8%), палыгорекитовые, глинисто-меловы, меловые.

     Палыгорекитовые, глинисто-меловые и меловые промывочные жидкости не могут быть облегчёнными. Эмульсии и промывочные жидкости на нефтяной основе являются ингибированными.

     Неингибированные промывочные жидкости – вода, естственные рассолы солей, соленасыщенная крахмальная эмульсия и глиносодержащие растворы, обработанные ПУЩР, КМЦ, крахмалом.

     Ингибированные  промывочные жидкости – соленасыщенные (глиногидрогелевые, гидрогельмагниевые), калиевые (калиевые, высококалиевые, феррокалиевые, полимеркалиевые, полимерферрокалиевые), кальциевые ( слабоизвестковые, известковые, гипсовые, высококальциевые, хлоркальциевые), силикатные (малосиликатные, силикатные), алюминатные и алюманатно-калиевые, полимерлигносульфонатные, а также растворы, содержащие ионы железа (ферросульфатные, феррогуманатные, полимерферросульфатные, феррокриловые).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные функции буровых растворов.

1) вынос шлама на дневную поверхность (очистка забоя);

2) удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии при остановке циркуляции;

Структура раствора – статическое напряжение сдвига, сила нарушающая состояние покоя (во время остановки циркуляции);

 

3) создавать противодавление на стенки скв предотвращающее обвалы пород и предупреждая водо-газо-нефтепроявление. то ρgh Рпластовое, стабильные стенки скв., не фонтанирование скважины.

4) глинизация стенок скв. в продуктивном пласте поры закупориваются(фильтрат бурового раствора проникает в пласт, а у выхода пласта образуется глинистая корочка), что препятствует проникновению раствора в пласт и отходу нефти и газа из забоя.

5) охлаждение долота, турбобура, электробура, бурильной колонны. Б. Р. протекает через промывочные отверстия и охлаждает долото.

6) смазывает трущиеся детали долота и турбобура. В буровые растворы на территории ЗС обязательно вводят смазывающие добавки.

7) при турбинном способе бурения Б.Р. является источником энергии для вращения вала турбобура.

8) защита бурового оборудования, буровой колонны от коррозии (Рh БР поддерживается 8-9 – щелочная среда). Лбт трубы алюминиевый сплав- боятся выс. щелочной среды; металлические трубы боятся кислотной среды.

Некоторые особенности буровых растворов.

Промывочные жидкости должны быть инертными к воздействию температуры, к минерализации пластовых вод; должны быть инертными по отношению к разбуренным горным породам.

 

 

 

 

 

 

Основные типы промывочных жидкостей, применяемых для бурения скважин в различных геологических условиях.

     Техническая  вода - Низкая вязкость,высокая мгновенная фильтрация, хорошие смачивающие свойства способствуют эффективному разрушению пород, улучшению очистки забоя, снижению гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе и повышению механической скорости бурения.

     Естественные и глинистые суспензии - В процессе разбуривания малопроницаемых пород технологические свойства регулируются разбавлением водой. При разбуривании проницаемых пород вследствие высокой фильтрации на стенках образуется толстая фильтрационная корка. что приводит к затяжкам и прихватам бурильной колонны. В связи с этим естественные и глинистые суспензии обрабатывают соответствующими химическими реагентами.

 

Обработанные глинистые растворы.

     Гуматный - Высокое пептизирующее действие, интенсивность которого возрастает с увеличением содержания УЩР, что отрицательно сказывается на устойчивости глинистых пород.

    Лигносульфонатный - Ингибирующие свойства, высокая глиноемкость и малая чувствительность к минеральной агрессии, но наоборот к жесткости вод.

     Хромлигносульфонатный - Устойчивость к загущающему действию разбуриваемых глин вследствие высокой глиноемкости.

Эмульсионные.

На основе эмульсолов и концентратов - Высокие смазочные свойства.

 

     Инвертные эмульсии. Эмульсионный известково-битумный раствор(ЭИБР) – Высокие смазочные свойства, не способствуют набуханию глинистых пород, высокая стабильность свойств.

     Высококонцентрированный Эмульсионный р-р (ВИЭР) - Дополнительно электростабильность, глиноемкость — 20%, показатель фильтрации 0,5, воды в фильтре —0.

На основе отходов производства.

ОГ. Омыленные гудроны - Высокие смазочные свойства

 

 

Полимерные.

     На  основе ПАА - Высокие флокулирующие свойства. При содержании ПАА 10—30 к г/куб. м чувствительны к обогащению частяцаии пород при разбуривании вдопластвоа глин и сланцев, что приводит к коагулвдиеншдоу загустеванию промывочной жидкости.

    На  основе ГПАА - Флокулирующие и низкие диспергирующие свойства

Полимерэмульсионные.

     На основе ПАА и эмульсола и На основе ПАА и отходов производства - Флокулирующие свойства обеспечивают более высокий по сравнению с эмульсионными в полимерными растворами смазочный эффект.

Соленасыщенные.

     Необработанный - Предотвращает растворение стенок скважин, сложенных солями.

     Стабилизированный - Предотвращает растворение стенок скважин, сложенных солями, предупреждает разупрочнение и обвалы глинистых пород.

     Гидрогель  магния - Пониженная плотность при высокой минерализации. Предотвращает растворение стенок скважин, сложенных солями, предупреждает обвалы глинистых пород.

Ингибированные.

     Известковый , Гипсово-известковый и Хлоркальциевый - Повышенная глиноемкость, уменьшение пептизации выбуренной глины, снижение набухания и вспучивания сланцев, сохранение устойчивости стенок скважины. Ингибирование осуществляется действие.

     Лигносульфатный хлоркалиевый - Ингибирование осуществляется действием ионов калия, которое выше по сравнению с ионами кальция.

     Хлоркалиевый эмульсионный - Более высокие смазочные свойства по сравнению с хлоркалиевым раствором.

     Калиево-гипсовый - Ингибирование осуществляется ионами калия и кальция, в связи с чем ингибирующее действие выше по сравнению с хлоркалиевым и хлоркальциевым растворами.

     Алюминизированный - Ингибирование осуществляется гидроокисью алюминия, которая образуется из солей алюминия в щелочной среде раствора.

     Алюмокалиевый - Ингибирование осуществляется ионами калия и гидроокисью алюминия, в связи с сравнению с калиевыми и алюминизированными растворами.

 

 

Утяжеленные.

     Карбонатный - Утяжелитель вводится в необработанные или обработанные глинистые растворы в количестве, необходимом для утяжеления их до требуемой плотности.

     Аэрированные пены - Предупреждает поглощения и растепление многолетнемерзлых пород, способствует повышению механической скорости бурения.

     Воздух - Обеспечивает высокую скорость бурения, хорошую очистку ствола скважины.

     Самораспадающиеся - Не снижает проницаемость горных пород; не загрязняет подземные воды, т. е. не оказывает химического и бактериологического воздействия на них.

     Жидкие углеводороды - Незамерзающие промывочные жидкости, а также агенты — хладоносители для замораживания.