Классификация химических реагентов, применяемых для регулирования параметров промывочных жидкостей.

(Коротко). Типы промывочных жидкостей и их классификация.

 

По полярности, составу и степени минерализации ДС.

По полярности:

– на водной основе;

– на УВ основе.

По степени минерализации:

– пресная (NaCl<1%)

– слабо минерализованная (1%<NaCl<3%)

– средне минерализованная (3%<NaCl<7%)

– высоко минерализованная (NaCl>7%)

По составу:

– соленые (NaCl)

– кальциевые CaSO₄2H₂O    

По составу и содержанию активной и пассивной ДФ.

 – глинистые;

– карбонатные;

– однофобные.

3По характеру химической обработки.

– полимеры;

– лигооднофобные.

По способу приготовления.

– переработка;

– центрифугирование.

По назначению.

– для бурения под кондуктор;

– для бурения под основной ствол;

– для бурения продуктивного пласта и др.

Типы БПЖ

– вода техническая

– глинистый раствор пресный

– глинистый раствор минерализованный

– безводный раствор

– полимер-глинистый раствор

Методы регулирования св-в

1)Изменение качества и концентрации.

2)Введение хим. реагентов.(рис.1) Недостаток состоит в том, что в результате этого метода получается строгий порядок параметров. Нужно применять для регулировки св-в в небольших пределах. В частности для регулировки реологических и тиксотропических св-в.

Хим. обработка бывает первичной и вторичной: цель первичной приданию р-ру требуемых св-в;

Вторичная обработка проводится либо для восстановления св-в р-ра либо для изменения св-в при изменении условий бурения, она может проводится тем же или другими реагентами.

При хим. обработке наблюдается 2 явления.(рис.2)

1.Сенсибилизация.

2.Привыкание.

Хим. обработка р-ра может быть идном или несколькими реагентами.

При обработке несколькими реагентами наблюдается два эффекта:

-Синергизм-заключается во взаимном усилении регулирующих св-в.

-Антагонизм-взаимное ослабление регулирующегодействия.

Повышение плотности бур. р-ра: увеличение концентрации тв. фазы, введение утяжелителей, растворение солей.

Понижение плотности бур. р-ра: разбавление водой, аэрация р-ра, введение углеводородной ж-ти, введение легких наполнителей(пламилон-пластиковые микробалоны).

Наименьшая плотность 300-400, можно получать р-ры плотностью 700,тампонажные 1200-1300.

При добавлении в р-р глины для повышения плотности, применяется низкокачественные глины, можно получить р-р плотностю 1300-1350.

Любая соль растворенная вр-ре приводит к увеличению плотности, метод применим для воды и в принципе можно получить любую плотность.Добавление солей резко увеличивает коррозиоционные св-ва р-ра. Введение утяжелителей позволяет увеличить только плотность и не изменять другие пар-ры.

Требования к утяжелителям

1.Высокая плотность.

2.Инертность.

3.Оптимальная дисперсность.

4.Низкая образивность.

5.Дешевезна и доступность.

Утяжелители: железистые(оксиды железа), гипатит плотность до 4200 ,а плотность р-ра до 2300.

 

Классификации облегчают выбор промывочной жидкости при бурении. При этом определяющим моментом должны служить характерные признаки раствора и условия его применения. Единой приемлемой во всех отношениях классификации промывочных жидкостей нет. Сложность заключается в том, что некоторые промывочные жидкости представляют собой дисперсные системы уже в исходном виде, другие можно относить к дисперсным системам лишь после циркуляции в скважине. Дисперсная фаза таких жидкостей представлена частицами разбуриваемых горных пород. Причем в ряде случаев стремятся увеличить содержание этой твердой фазы и ее дисперсность для получения промывочной жидкости с другими свойствами.

В промывочных жидкостях, которые уже в исходном виде представляют собой дисперсные системы, в процессе бурения изменяется состав дисперсной фазы. Нередко это изменение происходит не столько за счет увеличения количества компонентов, сколько вследствие активного физико-химического воздействия поступающих в жидкость частиц с дисперсионной средой. Для поддержания качества промывочной жидкости в нее добавляют так называемые химические реагенты, в дисперсной системе появляются новые компоненты.

В практике разведочного бурения в качестве исходных промывочных жидкостей используются:

1) вода;

2) водные растворы;

3) водные дисперсные системы на основе:

• добываемой твердой фазы (глинистые, меловые, сапропелевые, комбинированные растворы);

• жидкой дисперсной фазы (эмульсии);

• конденсированной твердой фазы;

• выбуренных горных пород (естественные промывочные жидкости);

4) дисперсные системы на углеводородной основе;

5) сжатый воздух.

В исключительных условиях для промывки скважин используются углеводородные жидкости (дизельное топливо, нефть);

Все дисперсные системы с твердой фазой могут быть с малым (до 7%), нормальным (до 20 – 22%) и повышенным содержанием (более 20 – 22%) твердой фазы.

Промывочные жидкости в определенных условиях искусственно насыщаются воздухом и переходят в категорию аэрированных. В воде и водных растворах воздух в зависимости от его Содержания может выступать в качестве дисперсной фазы или дисперсионной среды. В последнем случае промывочные жидкости называют пенами.

Промывочные жидкости с водной средой делятся по степени и составу минерализации. По степени минерализации промывочные жидкости могут быть:

1) слабоминерализованными (менее 3%),

2) среднеминерализованными (3 – 10%),

3) высокоминерализованными (более 10%).

По составу минерализации они классифицируются в соответствии с названием соли, содержание которой является наибольшим – хлорнатриевая, хлоркальциевая, силикатная и т. д. Промывочные жидкости могут быть устойчивыми к действию солей и неустойчивыми. В первом случае их называют солеустойчивыми.

По особенностям поведения в условиях повышенных забойных температур промывочные жидкости делятся на термоустойчивые и термонеустойчивые. Они могут быть термосолеустойчивыми.

Все промывочные жидкости делятся на обработанные химическими реагентами и необработанные.

По назначению промывочные жидкости подразделяются на:

1) жидкости для нормальных геологических условий бурения (вода, некоторые водные растворы, нормальные глинистые растворы);

2) жидкости для осложненных геологических условий бурения.

По основному эффекту, достигаемому химической обработкой, промывочные жидкости для осложненных условий бурения можно подразделить на ингибированные, в которых структурообразование приостановлено на определенном уровне; солестойкие; термостойкие.

По способу приготовления промывочные жидкости бывают:

1) естественные;

2) искусственно приготовленные.

К первым относятся вода, углеводородные жидкости и промывочные жидкости, получаемые в процессе бурения за счет постепенного образования дисперсной фазы из разбуриваемых пород, ко вторым – все остальные.

Наибольшее распространение в качестве промывочных жидкостей получили глинистые растворы. В целом их можно разделить на две группы:

1) нормальные;

2) специальные.

К нормальным относятся растворы, не обработанные реагентами. Глинистые растворы, обработанные реагентами с целью направленного регулирования свойств применительно к конкретным геологическим и технологическим условиям, объединяются в специальные. Они получают название либо по наименованию основного активного компонента (ингибированные растворы – хлоркальциевые, ферросульфатные и т. д.), либо по технологическому названию (утяжеленные, растворы с противоморозными добавками и т. д.), либо по виду дисперсной системы (эмульсионные, аэрированные) .

Часто в промывочную жидкость вводят добавки специального назначения (смазывающие, пластифицирующие, эмульгирующие и т. д.). Как правило, добавки имеют многофункциональное действие. Это приводит к тому, что промывочные жидкости одного и того же состава в зависимости от того, какая в данных геологических условиях функция является главной, могут по назначению относиться к различным типам, что еще более усложняет их классификацию.

Общая характеристики компонентного состава промывочных жидкостей

Наиболее широко используемым типом промывочных жидкостей являются суспензии, т.е. дисперсные системы, состоящие из жидкой дисперсионной среды и твердой дисперсной фазы. При этом дисперсионная среда чаще всего представлена водой, а дисперсная фаза глиной, существенно реже мелом, торфом, сапропелем, асбестом и др. Дисперсная фаза суспензий кроме преобладающих в ней твердых веществ может в незначительных количествах содержать углеводородные жидкости и газы. Наличие в составе суспензий углеводородных жидкостей, выполняющих функции смазочных и противоприхватных добавок, желательно, тогда как газообразная составляющая дисперсной фазы в данном случае является посторонней примесью, которая загрязняет суспензию.

Перечисленные выше твердые вещества относятся к активной части дисперсной фазы, качество и количество которых во многом определяет важнейшие функциональные свойства промывочных жидкостей. Кроме активной твердой фазы в состав суспензий может входить и инертная составляющая, включающая в себя утяжелители и закупоривающие материалы (наполнители).

Помимо названных активной и инертной составляющих твердой дисперсной фазы в суспензиях всегда присутствуют частицы выбуренных пород, которые в зависимости от степени их дисперсности и минералогического состава могут быть как активными, так и инертными. В нашей стране активные высокодисперсные частицы выбуренных пород нередко используют в качестве основной дисперсной фазы промывочных жидкостей, приготавливаемых непосредственно в скважинах, т.е. путем так называемого самозамеса. За рубежом самозамес, т.е. целенаправленное применение выбуренных пород в качестве дисперсной фазы промывочных жидкостей, не практикуется, так как свойства таких естественных суспензий трудно поддаются управлению и их кондиционирование требует повышенного расхода химических реагентов. Таким образом, что касается грубодисперсных частиц выбуренных пород, то они, так же как и газообразная фаза, относятся к загрязняющим промывочную жидкость примесям.

Для кондиционирования, т.е. придания промывочным жидкостям требуемых свойств на этапе их приготовления, регулирования (регенерации) свойств промывочных жидкостей в процессе бурения, а также для защиты их от возмущающих воздействий (высоких и низких температур, полиминеральной агрессии, воздействия выбуренных глинистых частиц, бактерий и др.) применяют различные химические реагенты.

Основной объем буровых работ, как в нашей стране, так и за рубежом, выполняется с промывкой скважин суспензиями, в которых активной твердой фазой являются высокодисперсные разности глин. Очевидно, что функциональные свойства глинистых суспензий во многом определяются качеством исходных материалов для их приготовления, т.е. качеством глин, которые чаще всего используют в виде порошков, и воды.

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: