Буровые промывочные растворы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ» (МГРИ) Факультет технологии разведки и разработки Кафедра механизации, автоматизации и энергетики горных и геологоразведочных работ Задания по лекции по дисциплине Буровы промывочные растворы Выполнил: студент ЗНД-18 Мансуров Б.Р. Руководитель: Соловьев Н.В. Москва – 2022г. Лекция 1. Общие сведения о промывке скважин. 1. Очистной агент – это та среда, которая подаётся на забой в процессе бурения (разрушения горной породы), активно участвует в его разрушении и выполняет ряд технологических функций. Технологические функции очистного агента: • Охлаждение породоразрушающего инструмента; • Удаление частиц шлама с забоя; • Закрепление стенок скважины за счёт образования корки или физико-химических процессов; • Смазывание породоразрушающего инструмента; • И другие. 2. Классификация способов бурения 1) Бурение с прямой промывкой – Поток очистного агента нагнетается внутрь колонны бурильных труб; 2) а) Бурение с обратной промывкой – поток промывочной жидкости нагнетается в скважину; б) Обратной всасывающей промывкой – применяется в мощных отложениях песков, в обводненных песках; 3) Бурение с комбинированной промывкой – применяется в случае необходимости повышения выхода керна чаще при бурении менее глубоких скважин; 4) Бурение с гидро- (пневмо-, пено-) транспортом керна – применяется для бурения структурно-поисковых скважин. 3. Бурение с комбинированной промывкой применяется в случае необходимости повышения выхода керна при бурении менее глубоких скважин. Могут применяться пакерные снаряды, этекторные снаряды, двойные колонковые наборы с обратной циркуляцией. 4. Способы очистки промывочной жидкости: 1) Естественный (гравитационный) – удаление шлама из промывочной жидкости происходит непосредственно в элементах самой циркуляционной системы (желобах, отстойниках) за счёт сил гравитации. 2) Принудительный: а) Механический способ очистки реализуется через использование вибросита. Вибросито позволяет очистить частички шлама до 160 мкм. б) Гидравлический способ очистки реализуется через использования гидравлических устройств. в) Комбинированный способ очистки основан на применении совместно вибросита и илоотделителя. При этом способе отделяются частицы размером 80÷100 мкм. Лекция 2. Основы физико-химии промывочных жидкостей. 1. Гомогенная (однофазная) система – это система, внутри которой нет поверхностей раздела, отличающих одну часть этой системы от другой, отличающихся по свойствам и составу. Примером гомогенных систем являются солевые растворы – истинные растворы. Гетерогенная (многофазная) система – система, состоящая из двух и более частей, между которыми есть реальные границы раздела, отделяющая эти части, отличающиеся по составу и свойствам. 2. Классификация дисперсных систем: 1) Размер частиц: а) грубодисперсные – системы, в которых размер частиц а ≥ 10-2 см (взвеси почвы, песка); б) тонкодисперсные – системы, в которых размер частиц а = (10-2÷10-5) см. Например: эмульсионные растворы, глинистые растворы невысокого качества (из местной глины); в) коллоидные – системы, в которых размер частиц а = (10-5÷10-7) см (высокого качества глинистые растворы); г) молекулярно-дисперсные (истинные растворы)– системы, в которых размер частиц – а = (10-7÷10-8) см – растворы солей. 2) Агрегатное состояние дисперсионной среды и дисперсной фазы: а) золи (solutio – коллоидный раствор) – а = (10-5÷10-7) см; б) суспензии – это системы, у которых дисперсионная среда в виде жидкости, а дисперсная фаза – твердая. Представляют собой взвеси твёрдых частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде. а =(10-2÷10-5) см – тонкодисперсная система. 3) Интенсивность взаимодействия фазы и дисперсионной среды а) лиофильные системы – устойчивые системы, в которых дисперсная фаза интенсивно взаимодействует с молекулами дисперсионной среды. В таких системах химические реагенты, как правило, не применяются. б) лиофобные системы – системы, плохо взаимодействующие с жидкостью, неинтенсивно перемешивающиеся. Применяется специальный метод лиофилизации для интенсивного получения растворов на углеводородной основе – гидрофобные эмульсионные растворы. 3. Если в водной среде находятся глинистые частицы размером 10-2-10-5 см, то это тонкодисперсная система, т.е. глинистая суспензия. 4. Факторы, обусловливающие агрегативную устойчивость дисперсных систем: 1) Эластичность, упругость слоев, образующихся вокруг глинистых частиц; 2) электростатические силы отталкивания – между частицами раздробленной глинистой фазы, находящейся в системе. 5. ПАВ – вещества, способные изменять поверхностное натяжение, а также увеличивать свою концентрацию на границе раздела. 6. Абсорбция – это процесс, связанный с адсорбцией газообразных веществ твёрдыми и жидкими веществами. Например, поглощение газа буровым раствором. 7. Ядром мицеллы глинистого раствора называется коллоидная частица или гранула. 8. Тиксотропия – это свойство раствора изменять своё состояние при встряхивании, или изотермический переход золя в гель, обладающий свойствами твёрдого тела в состоянии покоя и обратимое разрушение структуры с переходом в текучее состояние при механическом воздействии. 9. Двойной эл. слой является причиной взаимодействия заряженных частиц, находящихся на границе раздела; наличия в самой коллоидной системе адсорбционных и диффузных слоев. Этот слой образуется на межфазной поверхности и является результатом взаимодействия слоев благодаря избыточной поверхностной энергии. 10. Электрофорез – направленное движение частиц дисперсной фазы под воздействием электрического поля в неподвижной дисперсионной среде. 11. Для исключения электроосмотического перетока вводим в буровой раствор электролит, который способствует насыщению отрицательных зарядов на стенках скважины, сложенных глиносодержащими горными породами и приводит к снижению величины дзета потенциала, а, значит, и к уменьшению скорости электроосмотического перетока водной фазы бурового раствора, что исключает поступление ее в стенки скважины. 12. Чтобы избежать желобообразования нужно уменьшить трение между бурильной колонной и стенками скважины необходимо добавлять полимеры и смазывающие вещества. Лекция №3-4. 1. Технологические функции бурового раствора: - очистка ствола, движение по стволу; - удаление шлама с забоя; - охлаждение; - закрепление стенок (неустойчивых пород); - снижение сопротивлений при движении бурового инструмента (снижение трения); 2. Если глубина скважины составляет 1000 м, то гидростатическое давление в скважине должно превышать пластовое давление на 10-15%. 3. Определить регламентирующую плотность бурового раствора для бурения в интервале совместимых условий бурения на глубине от 2500 м до 2750 м, а продуктивный пласт с = 32 МПа должен быть вскрыт на глубине 2600 м. Решение: Величина плотности в эквиваленте пластового давления: Па – из условия равновесия если: – условие равновесия, т.е. эквивалентная пластовому давлению плотность бурового раствора исходя из пластового давления продуктивного коллектора для создания противодавления на продуктивный горизонт С учетом необходимого превышения давления по правилам безопасности (4 – 7% → возьмем 5 %) (допустимо не более 3,5). Необходимо учесть по безопасности в расчетной плотности раствора: Для обеспечения безопасности (с учетом превышения 5 %): 4. Эквивалентная циркуляционная плотность (ЭЦП) бурового раствора – это параметр, необходимый для расчета давления, которое циркулирующий буровой раствор оказывает на пласт. 5. К структурным свойствам относятся: наиболее толстый диффузный слой и гидратная оболочка напротив граней. В состоянии покоя глинистого раствора, происходит Броуновское движение частиц глинистых: они сталкиваются, результат столкновений различный: 1) если сталкиваются краями, то присоединяются, сцепляются. 2) если сталкиваются гранями, то толстый слой способствует их расхождению за счет отталкивания – эластичности и упругости слоев вокруг граней глинистых частиц. 3) если глинистому раствору дать постоять, то произойдет сцепление частиц глины по типу: «край с краем», или «край-грань». 4) в результате этих столкновений образуется сцепление глинистых частиц «каркас» - т.е. образуется структура. 6. Тиксотропия – способность дисперсной системы восстанавливать структуру в состоянии покоя после ее механического разрушения (воздействия). К свойствам относятся: 1) прочность структуры характеризуется статическим напряжением сдвига – величиной, характеризующей усилие, необходимое для разрушения сил сцепления между частицами твердой фазы («каркаса»), образующихся в дисперсной системе (глинистом растворе). 2) тиксотропные свойства – характеризуют способность глинистого раствора образовывать упрочняющуюся во времени структуру в состоянии покоя, которая может разрушаться при механическом воздействии. 7. Краткая характеристика реологических моделей: 1) Модель Ньютона: – динамическая вязкость; – градиент скорости сдвига 2) модель Бингама - для большинства структурированных жидкостей присуща прочность этой структуры – что бы такую систему вывести из равновесия надо приложить усилие – величину касательного напряжения сдвига : – коэффициент структурной вязкости, структурная вязкость, пластическая вязкость 3) Модель Шведова-Бингама - в некоторых структурированных дисперсных системах появляются свойства присущие твердому телу – пластичность – сложная зависимость – гелевая вязкопластичная система: 4) модель Оствальда де Вааля – необходима в том случае, если дисперсная система обладает свойством «аномальной вязкости» - т.е. проявляется зависимость вязкости от скорости сдвига: – показатель нелинейности – коэффициент консистенции, чем выше вязкость, тем выше значение Если n1 (2,) – псевдопластичные полимерные системы; n1 (2,,) – дилатантные системы (концентрированные растворы). 8. Реологические параметры – это особенности веществ, которые обуславливают создание возможности различной эксплуатации изучаемых объектов (н-р, вязкость). Лекция 5. Оценка качества глин и рациональных условий применения глин для получения раствора. 1. Требования предъявляют к глинам для приготовления бурового раствора: а) при низких скоростях сдвига раствор должен обеспечивать вынос частиц бурового шлама на поверхность; б) при больших скоростях сдвига вязкость раствора должна приближаться к вязкости дисперсионной среды; в) в случае остановки циркуляции раствор должен обладать достаточной удерживающей способностью за счет тиксотропных свойств; г) частички глины из раствора должны образовывать тонкую, эластичную, малопроницаемую корку на стенках скважины; д) частицы глины должны удерживать молекулы воды за счет хорошего взаимодействия этих частиц с водой. 2. На сегодняшний день для получения растворов используют следующие типы глин: 1) Бентонитовые глины (серого, бело-серого, серо-зеленого, чёрного цвета). Основной минерал – монтмориллонит; 2) Палыгорскитовые глины (красного цвета). Основной минерал – палыгорскит; 3) Каолинит – гидрослюдисые глины невысокого качества, комплекс переходных продуктов (буро-красноватые); 4) Местные глины – комовые; 5) Порошки. 3. Главное свойство бентонита – способность разбухать, увеличиваться в объеме в 10-16 раз. 4. Катионы калия устойчивы к действию окислителей и восстановителей. Особенностью является то, что они образуют хорошо растворимые в воде сильные основания, практически полностью диссоциирующие в разбавленных водных растворах. Лекция 6. Оценка качества глин и рациональных условий применения глин для получения раствора. 1. Основные свойства монтмориллонитовых глин: а) Развитая поверхность частиц глин – глина хорошо гидратирует, частицы глины распускаются на отдельные частицы; б) Межслоевое пространство Основные свойства гидрослюдистых глин: а) Гидратация таких глин осложнена(затруднена) из-за присутствия в них жесткого катиона с калием. б) Недостаточная гидратация приводит к тому, что для получения необходимых структурных и реологических свойств требуется повышение содержания глины в 2 или более раз в растворе; в) Глина плохо гидратирует, частички глины более крупные, чем у бентонита, поэтому фильтрационная корка образуется рыхлая, показатель фильтрации большой; г) Гидрослюдистая глина не является носителем электрических зарядов, поэтому растворы на их основе не подвержены влиянию минерализации. Основные свойства палыгорскитовых глин: а) Независимость свойств от минерализации; б) Образование хороших структурных и реологических свойств в условиях любой минерализации; в) Такие растворы обладают большими значениями показателя фильтрации. Корка образуется толстая, рыхлая. 2. Типы глин для получения буровых растворов: 1) Бентонитовые глины (серого, бело-серого, серо-зеленого, чёрного цвета). Основной минерал – монтмориллонит; 2) Палыгорскитовые глины (красного цвета). Основной минерал – палыгорскит; 3) Каолинит – гидрослюдисые глины невысокого качества, комплекс переходных продуктов (буро-красноватые); 4) Местные глины – комовые; 5) Порошки. 3. Параметр – выход раствора (Вр) – количество м3 раствора, которое можно получить из 1 т сухой глины при условии, что условная вязкость Т = 25 с, а эффективная μЭ = 20 мПа∙с. 4. Для получения раствора высокого качества должно быть pH = 8 9. Ca-бентонит более высокого качества. Способность глин к гидратации, набуханию и диспергированию определяется их минералогическим составом. Чем легче диспергируется и сильнее гидратируется глина, тем больший объем глинистого раствора с определенной вязкостью можно получить из одной и той же массы глины. 5. Способность к модификации – используется при вскрытии продуктивных коллекторов, имеющих высокую глинистость с преобладанием Са2+, что позволяет избежать чрезмерного набухания и гидратации при их перебуривании и сохранять естественную проницаемость таких коллекторов. Лекция 7. Химические реагенты. 1. Действие электролитов связано с их воздействием на двойной электрический слой и гидратную оболочку, находящуюся вокруг гидратированной глинистой частицы. При низких концентрациях электролита (до порога коагуляции) происходит увеличение заряда частицы за счет попадания в диффузный и адсорбционный слои катиона и аниона диссоциировавшего электролита. Это приводит к увеличению заряда, силы взаимодействия ослабевают, меняются структурные свойства раствора, поэтому при низких концентрациях электролит способствует усилению структурообразования. При увеличении концентрации электролита (выше порога коагуляции) происходит компенсация зарядов на поверхности глинистой частицы, диффузный слой сжимается, что приводит к коагуляции. 2. Действие электролитов на изменение параметров глинистого раствора: 1) область стабилизации – концентрация Na2CO3до 2-3%; Ф30↓; Т↓; θ↓ 2) область структурообразования – концентрации Na2CO3 до 1315%; Ф30↓; Т↑; θ↑ 3) область при концентрации – Na2CO3 > 15%; Ф30↑; Т↓; θ↓ 3. Назначение Na2CO3 – кальцинированная сода: - улучшение качества глин местного производства; - повышения выхода раствора из глин смешанного состава (Na+ + Ca++); - связывание поликатионов; - повышения рН растворов. 4. Назначение NaOH – гидроксид натрия (едкий натр): - повышение качества глин; - связывание сероводорода; - повышение рН среды. 5. Назначение СаCl2 – хлористый кальций: - ↑ Ca++ в фильтрате; - Регулирование ингибирующего и крепящего действия. Назначение NaCl – хлористый натрий: - структурообразователь для глин невысокого качества; - получение солевых растворов (применяются при бурении в многолетних мерзлых породах, при бурении глинистых участков, для получения минерализованных растворов). Назначение Na2Cr2O – хромпик: - ингибирующее действие 3%-5%; - повышенная термостойкость (5%-7%) растворов с КМЦ. Лекция 8. Органические реагенты. 1. Органические реагенты – реагенты, которые получаются путем синтеза на основе природных форм или из органических веществ. Предпочтительнее отдельными реагентами, полученными синтетическим путем. Защитные – создают защитный слой. 2. ССБ (сульфид спиртовая барда) – применяется в виде порошка темно-бурого цвета или 40-60% водного раствора, имеющего бурый цвет, вароподобная масса, а также ССБ имеет коллоидный размер частиц. Действие заключается в том, что в кальциевых растворах происходит разжижение. Недостатками являются – ограниченная термостойкость (до 100⁰); при вводе ССБ в раствор он вспенивается, поэтому необходимо обрабатывать раствор пеногасителями; для ССБ является желаемой щелочная среда. 3. КССБ – конденсированная сульфит спиртовая барда, образованная за счет реакции конденсации исходного продукта ССБ. Преимущества: - невысокое значение pH, так как в составе нет NaOH; - поскольку pH невысокое, глина плохо гидратирует, раствор не загущается, так как выбуриваемая глина, входящая в состав раствора не диспергируется; - хорошо сочетается с другими органическими реагентами, позволяет проводить комплексную обработку другими органическими реагентами; - используется как в жидком, так и в порошкообразном виде, хорошо растворяется в воде. 4. Основное назначение углещелочного реагента (УЩР) – уменьшение вязкости и показателя фильтрации. Недостатки: - Невысокая термостойкость до 100⁰С. Для увеличения термостойкости вводится хромпик (Na2Cr2O7). Термостойкость увеличивается до 200⁰С; - Раствор имеет щелочную реакцию, что приводит к диспергированию глин в составе раствора и загущению раствора; - Глинистые породы в стенках скважины под воздействием щелочной среды намокают и обрушаются. 5. Основные назначения крахмальных реагетов: - снижение показателя фильтрации, особенно если в растворе присутствуют Ca-катионы; - загущение раствора. - КР-1 – крахмальный реагент. - ЭКР-2 – экструзионный крахмальный реагент. Основной недостаток – загнивание раствора под воздействием бактерий (идет ферментация). Способы устранения ферментации: - pH увеличивают до 10; - засоление раствора (вводятся Na и другие соли); - введение антиферментаторов (фенол, формалин). 6. КМЦ – карбоксиметилцеллюлоза[C6H7O2(OH)3]n… Атом водорода замещают предельным углеводородным радикалом (OCH3) или кислотным остатком COOH: [C6H7O2(OH)3-x (OCH3)x]n простой эфир Метилцеллюлоза – нерастворимый. [C6H7O2(OCH)3-x (OCH2COOH)x]n сложный эфир КМЦ – H-форма нерастворимая. +NaOH [C6H7O2(OCH)3-x (OCH2COONa)x]n КМЦ – Na-форма растворимая 7. Степень замещения (СЗ) – показывает сколько атомов водорода в молекуле КМЦ замещены Na-радикалами. СЗ=85-98. Степень полимеризации (СП) – показывает, сколько звеньев содержится в молекуле КМЦ. При увеличении СП вязкость ↑, растёт температуростойкость, растёт минерализация, Са++ не более 2 г/л. 8. Для повышения стойкости к минерализации вводятся ФЭС (фенолы эстонских сланцев CH2O). Для увеличения термостойкости проводятся следующие мероприятия: - вводится хромпик; - жидкое стекло; - сульфат натрия Na2SO3. сульфит сульфат натрия натрия Лекция 9. Классификация промывочных жидкостей. 1. Виды растворов: 1) на водной основе; 2) на углеводородной основе; 3) системы с газообразной дисперсионной средой. 4) с твердой дисперсной фазой (золи, суспензии); 5) с жидкой дисперсной фазой (эмульсионные растворы – в качестве жидкой фазы водная или углеводородная жидкость); 6) комбинированные (Т+Ж, Г+Т, Г+Ж+Т): где –Т-твердая фаза;Ж-жидкая фаза; Г-газообразная фаза. 7) глинистый раствор (искусственно приготовленный, естественный); карбонатный (CaCO3); торфяные растворы; сапропелевые растворы; гидрогельмагниевые растворы; полимерные растворы; сульфатные растворы и др. 2. Глинистые растворы применяется для бурения в наносных, осадочных горных породах, склонных к обрушению и обваливанию. 3. Факторы, обусловливающие седиментационную устойчивость: - тепловое Броуновское движение; - диффузия – процесс самопроизвольного выравнивания концентрации; - структурообразование (коагуляция частиц, тиксотропия). Факторы, обусловливающие агрегативную устойчивость: - тепловое Броуновское движение; - электростатические силы отталкивания; - упругость гидратных, сольватных оболочек; - коллоидная защита (молекулы органических реагентов); - гидрофильная коагуляция. 4. Причинами гидрофильной коагуляции являются соединение глинистой частицы своими краевыми частями, где толщина гидратного слоя меньше. Признаком является загустевание раствора, которое происходит при наличии молекул воды внутри глинистого раствора. 5. Гидрофобная коагуляция наступает в том случае, когда по каким-то причинам в раствор попадает электролит; уходит гидратная оболочка и диффузный слой. 6. Состав неингибированных растворов: пресный слабоминерализованный NaCl (0,5%-1%); средней минерализации NaCl (1%-3,5%). Неингибированные – применяют в условиях относительно устойчивых стенок скважин. 7. Разновидности естественных растворов: 1) Карбонатно-глинистые – получаются на основе выбуриваемых карбонатных и глинистых пород; 2) Сульфатно-галогенные растворы – получают при перебуривании; 3) Меловые растворы; 4) Силикатно-гуминовые растворы – получают на основе СГР. 8. Гидрогельмагниевые растворы – это растворы с конденсированной твердой фазой, получаемые за счет реакции конденсации. Реакция происходит за счет введения в насыщенный раствор солей водных растворов щелочей. Условия применения растворов: 1) Перебуривание мощных отложений солей; 2) Переслаивание глин и галогенных пород (глинисто-галогенные горные породы) – хемогенно-терригеные отложения, при перебуривании которых происходят осложнения в виде обвалов стенок скважин, прихватов и затяжек инструмента, сальникообразования и др. 3) Продуктивные толщи углеводородов. 9. Свойства акриловых полимеров: 1) Полимер на основе нитрилакриловой кислоты имеет линейно-разветвлённую структуру; 2) Стойкость к минерализации 3) Стойкость к Mg++, Ca++, Fe+++ невысокая. 4) Стойкость к температуре (до 120⁰С, 180⁰С, 220⁰С). Обусловливается наличием углеродной связи в цепи полимеров. 5) Снижение показателя фильтрации для минерализованных и минерализованных растворов, содержащих соединения NaCl и Na2SO4. 10. Основные свойства полимеров: 1) Отношение к дисперсной фазе и среде. Если полимерное вещество более активно взаимодействует с водой, то такое вещество называется загуститель. 2) Отношение к флоккуляции (получение хлопьев (агрегатов) твердых частиц в буровом растворе) 3) Загущают растворы как пресные, так и минерализованные; 4) Экологическая чистота; 5) Сдвиговое разжижение. 11. Биополимерные компоненты – вещества, которые получают за счет микробиологического синтеза исходных веществ, приобретая за счет этого новые свойства. Назначения: - загущение пресных и минерализованных растворов; - эффективный структурообразователь; - ингибирующее действие по отношению к глинистым буровым растворам; - эффективный флоккулянт твердой фазы в буровых растворах; - не токсичен; Сдвиговое разжижение проявляется в том, что при высоких скоростях сдвига раствора (истечение из насадок долота) уменьшается вязкость (раствор разжижается), и снижаются гидравлические сопротивления, более хорошо удаляются частицы шлама с забоя. Лекция 10. Полимерно-глинистые растворы. 1. Компоненты (сталяющие), входящие в состав полимерно-глинистых растворов: 1) Полимерный структурообразователь (ГИПАН, ГПАА (РС-2)); 2) Флоккулянт – реагент, который способствует агрегатированию частиц выбуренной породы и способствует лучшей очистке бурового раствора в элементах циркуляционной системы. (К-4, К-9, РС-2, РС-4, ПД-4, ПД-9) 3) Понизители водоотдачи (Ф30↓) – КМЦ – 350, 500 и МК-1. 2. Требования к бентониту: 1) Выход раствора должен быть не менее 10 м3 из 1 тонны глины; 2) Должен быть предварительно гидратирован; 3) При заметном присутствии поликатионов Ca, Mg, Fe необходимо проводить содирование раствора (Na2CO3 – кальциевая сода). 3. Этапы в получении эмульсионных растворо: I. этап – Эмульгирование II. этап – Стабилизация 4. Способы получения эмульсий: 1) Механическое перемешивание (глиномешалка; ФСМ – фрезерно-струйные мельницы; коллоидная мельница); 2) Гидравлический способ – основан на создании потоков воды и эмульсола; 3) Ультразвуковой – позволяет создать высокочастотные колебания, приводит к возникновению пустот с последующим их захлопыванием. 5. ПАВ – облегчает процесс эмульгирования за счет снижения поверхностного натяжения на границе раздела «масло-вода» и стабилизирует получаемые эмульсии. 6. Солюбилизация – коллоидное растворение в водной эмульсии масла. Признаком солюбилизации является прозрачность раствора. 7. ИБР – известково-битумные растворы, загущенные нефтью, которые применяются для бурения в сложных условиях. Лекция 11. Бурение с продувкой. 1. Преимущества бурения с продувкой: 1) Так как отсутствует гидростатичское давление, увеличивается скорость бурения; 2) Более высокая степень очистки забоя; 3) Снижение интенсивности износа ПРИ; 4) Удовлетворительные условия охлаждения ПРИ; 5) Сохранение естественной влажности горных пород и пористости в стенках скважин и кернах. 2. При вскрытии продуктивных коллекторов на нефть и газ продувка воздухом может привести к образованию взрывоопасной смеси. 3. Если водоприток более 35% от массы шлама → в скважине создастся столб жидкости, который компрессор может не преодолеть. Лекция 12. Газожидкостные смеси. 1. Разновидности ГЖС: 1) Аэрозоли – применяются в устойчивых осадочных горных породах, в пустынных и безводных местностях; 2) Пена – применяется при бурении в условиях интенсивного; при бурении многолетне-мёрзлых пород и т.д. 3) Аэрированные жидкости – при бурении в условиях высокой проницаемости горных пород с целью уменьшения интенсивности поглощения до 5м3/час. 2. Способы аэрирования: 1) Механический (от компрессора) и от трубопровода высокого давления 2) Эжекционный – основан на применении эжекционного устройства. 3) Химический – при взаимодействии с химическими реагентами выделяется газообразный компонент – NH4(CO3)2 4) Комбинированный (Механический + химический) 3. Объёмное содержание газа: Vг – объём газа Vп = Vг + Vж – объём газа + объём жидкости 4. Пенообразующая способность – зависит от ПАВ-пенообразователей –характеризует способность ПАВ образовывать пену определенного объёма из водного раствора этого ПАВ объёмом 30 см3. 5. Кратность пены: . 6. Степень аэрации: Qг – расход газа Qж – расход жидкости Для пен α = 50 ÷ 300 Для аэрированных растворов α = 5 ÷ 40 7. Разрушать ГЖС необходимо с целью исключения загрязнения почвы и недр химреагентами, содержащиеся в составе ГЖС, а также повторного многократного использования водного раствора ПАВ для получения пены. 8. Так как при бурении глубоких, более 300м, скважин создаются гидравлические сопротивления, которые не могут преодолеть компрессоры, то эту задачу реализует УДКН, являющееся по сути дополнительной ступенью сжатия компрессора.