Головна

І ВИМОГИ ДО НИХ | КЛАСИФІКАЦІЯ БУРОВИХ РОЗЧИНІВ | РОЗЧИНІВ І ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ЇХ ПАРАМЕТРИ | Лекція 9 -10. Реагенти для стабілізації властивостей глинистих розчинів | Лекція 11. Реагенти для регулювання структурно-механічних властивостей глинистих розчинів | Лекція 12. Реагенти спеціального призначення | Лекція 14. Безглинистих карбонатні розчини | Лекція 15. Бурові розчини з конденсованої дисперсної фазою | Лекція 16. Полімердісперсние бурові розчини | Лекція 17. Бурові розчини на вуглеводневій основі |

Лекція 6 - 7. Глинисті розчини

  1. CD-диск «Колекція навчальних матеріалів». - М., - МФПА 2010.
  2. II. Розчини - продукти хімічних реакцій.
  3. Бурові розчини на водній основі
  4. Водно-емульсійні розчини
  5. Водні розчини в неорганічної хімії
  6. Г - лекція
  7. Гомеопатичні розчини і розведення (Solutiones et Dilutiones (Potentionis) homoeopathicae)

У глинистих розчинах дисперсійним середовищем є вода, а дисперсною фазою - в основному глинисті частинки, які знаходяться в вигляді агрегатів мінералів розміром від тонкодисперсних (колоїдних <0,25мкм) до грубодисперсних.

Глина - гірська порода, що складається в основному з глинистих мінералів. Глинисті мінерали відрізняються один від одного хімічним складом і будовою кристалічної решітки. Вони представлені в основному водними алюмосиликатами ХАL2O3 ? ySiO2 ? zH2O, крім того, в них міститься 5-15% інших з'єднань, головним чином у вигляді окислів заліза, магнію, кальцію, натрію, марганцю, титану, вуглецю і сірки. Налічується понад 40 алюмосиликатов, що входять до складу природних глин. Найбільш важливими для бурової технології і поширеними є чотири групи глинистих мінералів: монтморіллоніти (монтморилоніт, сапонт, нонтроніт, вермикуліт), каолініти (каолініт, накрит, галлузіт, Діккі, Енделль, аноксією), гідрослюд (Ілліт, гидромуськовіт) і палигорскіту (палигорськіт, сепіоліт, аттапульгит). Глинисті частинки мають переважно шарувату структуру, поодинокі шари якої складаються з кремнекислородного і алюмокисневі підшарів, з'єднаних між собою міцними, ковалентними зв'язками. Шари між собою пов'язані менш міцними міжмолекулярними силами і побічними зв'язками, що виникають між поруч розташованими атомами. Оскільки поверхню глинистих частинок несе заряд (переважно негативний), в утворенні зв'язків між ними, здатності до набухання, коагуляції (злипання) велика роль належить іонного обміну між глиною і середовищем.

Глини, до складу яких входять монтморіллоніти, називаються бентонітовими. Якщо поряд з монтморилонітом міститься значна кількість каолінітів або гидрослюд, то такі глини називають суббентонітовимі. Глини, що містять монтморилоніт, найбільш широко застосовуються в бурінні свердловин. У природі зустрічаються бентоніти з переважним вмістом в обмінному комплексі катіонів кальцію або натрію, що істотно розрізняються за властивостями.

При виборі типу глини для приготування бурового розчину враховують здатність досить швидко мимовільно диспергувати (розпускатися) в воді, стійкість проти коагулюючої дії солей, вплив її на щільність, в'язкість і протизносні і мастильні властивості розчину.

Чим вище здатність глин до мимовільного диспергированию, тим більше вихід глинистого розчину з одного і того ж кількості глини. Найбільш високою здатністю до мимовільного диспергированию володіють натрієві бентоніти. Розчини з цих глин мають низькі фільтрацію і щільність (обважнюють), але вони мають високу чутливість до коагулюючої дії солей разбуріваемих порід і пластових вод.

Більш високу стійкість до сольовий агресії мають кальцієві бентоніти. Однак вони менше набухають у воді, потрібно їх більша витрата для приготування одиниці об'єму розчину. Ще менш чутлива до коагулюючої дії солей палигорськітових глина. Вона розпускається як в прісній, так і в мінералізованою воді, проте швидкість розтікання її значно нижче, ніж бентонітової глини.

Розчини з бентонітових і палигорськітових глин при в'язкості (по СПВ-5) 25-30 з мають щільність від 1020-1060 до 1100-1150 кг / м3 Для приготування розчинів більшої щільності при відносно низькій в'язкості потрібне введення добавок спеціальних обважнювачів. Розчини щільністю 1250- 1350 кг / м3 можна приготувати з малоколлоідальних суббентонітових глин. Однак протизносні властивості таких розчинів нижче, ніж розчинів, приготованих з бентонітової глини і обтяжених баритом або крейдою.

Глинисті розчини готують в основному з глинопорошків, спеціально випускаються промисловістю на спеціалізованих заводах. Рідше використовується місцева комове глина, як правило, гіршої якості, ніж глинопорошки Виробництво глинопорошків включає видобуток сировини на Глинокар'єр, доставку його на заводи, подрібнення, сушіння, помел та затарювання в спеціальні мішки Якість глинопорошків регламентується ТУ.

Глинисті розчини володіють такими позитивними якостями: 1) утримують шлам в підвішеному стані при зупинках циркуляції; 2) глінізіруют стінки свердловини, в результаті чого зменшується фільтрація розчину або його дисперсійного середовища в проникні пласти (при цьому зберігається, а іноді і дещо підвищується стійкість стінок свердловин); 3) забезпечують більш високу якість розкриття продуктивних пластів в порівнянні з водою; 4) дозволяють досить оперативно регулювати гідростатичний тиск в свердловині зміною щільності розчину; 5) часто дозволяють попередити поглинання, знизити їх інтенсивність або ліквідувати зовсім; 6) сприяють якісному проведенню комплексу геофізичних досліджень; 7) є можливість приготування розчину самозамесом в процесі буріння при сприятливих геологічних умовах (Західний Сибір і ін.).

До недоліків глинистих розчинів відносяться: 1) велика ймовірність затягувань і прихватів бурильної колони і приладів в свердловині внаслідок утворення фільтраційної кірки, іноді товстої і липкою; 2) проникнення глинистих частинок і фільтрату в продуктивний пласт і зниження його проникності; 3) значні в'язкість і щільність, що зумовлюють більш високі гідравлічні опору в циркуляційної системі, ніж при промиванні водою і підсилюють прояв диференціального тиску; 4) великі витрати хімічних реагентів, часу і коштів на приготування розчинів; 5) більш низькі Бурим гірських порід і

показники буріння в порівнянні з промиванням водою; 6) потреба в спеціальних, очисних спорудах для очищення і дегазації розчину; 7) підвищена схильність до

вспениванию; 8) ймовірність погіршення якості цементування при утворенні товстої і пухкої глинистої кірки на стінках свердловини.

Особливостями технології буріння свердловин з промиванням глинистими розчинами є систематичний контроль показників властивостей, очищення бурильної колони при підйомі з свердловини, застосування поінтервального промивок при наявності в розрізі пластів, що викликають ускладнення, а також обробка розчинів хімічними реагентами і мастильними добавками Як протизносних і мастильних добавок застосовують графіт, ДМАТ-1, суміш гудронів (СГ), різні відходи нафтовидобутку, нафтохімії і нафтопереробки, синтетичні вищі спирти, а також широко застосовується спосіб перекладу глинистих розчинів в гідрофільні емульсійні - добавками вуглеводнів.

Графіт використовують в основному з метою профілактики прихватів, його вводять в концентрації 0,8-1,5% по масі від обсягу розчину.

ДМАТ-1 являє собою суміш окисленого петролатума з дизельним паливом в співвідношенні від 1: 1 до 1: 3. Застосовується в основному з глинистими розчинами, а також з водою після попереднього змішування з глинопорошків в співвідношенні 1: 1. Оптимальна концентрація добавки 1-2% для обважнюють і 2-4% для обтяжених розчинів. До недоліків ДМАТ-1 відноситься омилення її при рН ? 10 і освіту водонерозчинних кальцієвих і магнієвих мил при вступі до буровий розчин катіонів кальцію і магнію, в результаті чого протизносні і мастильні властивості ДМАТ-1 різко погіршуються.

Позитивні результати дає застосування ДМАТ-1 і суміші графіту з вуглеводнями для зниження фрикційних властивостей фільтраційних кірок, зменшення затяжок і прихватов бурильних колон.

Для підвищення протизносних і мастильних властивостей глинистих розчинів ефективне використання таких відходів промисловості, як нафтові шлами і відбілюючі землі.

після контактного очищення масел (контактні глини). Нафтові шлами при концентрації їх у глинистому розчині 6% сприяють підвищенню зносостійкості долотний сталей в 1,5-2 рази і зменшення коефіцієнта тертя пари сталь-сталь в 1,5-3 рази.

Контактні глини при концентрації їх у глинистому розчині 4-6% зменшують швидкості зношування озброєння різних типів шарошечні доліт в 1,1-2,5 рази, опор в 1,4 3,4 рази, підвищують проходка на долото і механічну швидкість в середньому на 35% і 20% відповідно. Нафтові шлами і контактні глини знижують фільтрацію, покращують тиксотропність.

Глинисті розчини поділяються за складом і ступенем мінералізації на прісні (NaCl <1%), слабомінералізованае (NaCl = 1-3%), середньомінералізована (NaCl = 3-10%), високомінералізовані (NaCl> 10%) і ігібірованние. Область застосування цих розчинів визначається складом і рівнем мінералізації разбуріваемих гірських порід і пластових флюїдів, стійкістю стовбурів свердловин і характеристиками продуктивних колекторів (склад і властивості порід, що, пластові тиски і температури).

Управління властивостями прісних і мінералізованих хлористим натрієм глинистих розчинів здійснюється одними тими ж методами і засобами. Однак зі зростанням змісту хлористого натрію в розчині доводиться збільшувати зміст, використовувати більш солестійким хімічні реагенти, а в високомінераізованних розчинах застосовувати різні комбінації реагентів, що дають синергетичний ефекти і дозволяють забезпечувати необхідний рівень їх стабілізації.

Широке поширення в бурової технології знайшов спосіб інгібування промивних рідин для управління їх властивостями.

Інгібовані глинисті розчини застосовують для буріння нестійких гірських порід, для підвищення якості розкриття продуктивних пластів. Отримують їх обробкою вихідної водо-глинистої суспензії реагентами інгібіторами, що представляють собою в основному солі калію, кальцію, алюмінію та ін. Знаходять застосування хлористий калій, мінералізатор МІН-1 (калієві глинисті розчини), гашене вапно, гіпс, ангідрит, хлористий кальцій (кальцієві глинисті розчини), рідке скло (силікатні глинисті розчини), сірчанокислий алюміній, сірчанокислий алюмокалій (алюмінізірованной глинисті розчини) і різні комбінації перерахованих вище та інших інгібіторів.

Крім вихідної водо-глинистої суспензії і інгібітора розчин повинен містити луг, реагенти Знижувач в'язкості і показника фільраціі. Луг і зазначені реагенти призначені для стабілізації розчину в присутності сильних коагуляторов, якими і є інгібітори.

В результаті дисоціації інгібітора в дисперсійному середовищі бурового розчину і проникненні його фільтрату в пристовбурні гірські породи, відбувається інтенсивний іонний обмін між ними, гідрофільність і набухання глинистої складової порід знижуються, що в цілому підвищує стійкість стовбурів, краще зберігає проникність продуктивних колекторів.

 



І методи управління їх властивостями | Лекція 8. Управління властивостями глинистих розчинів. Класифікація хімічних реагентів.
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати