Весовое количество глины, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданной плотности, подсчитываем по формуле (3), а объемное по формуле (5):

 ,

 .

Определив количество сухой глины, плотность которой равна 2,6 Т/м3, а также количество пресной воды, потребные для приготовления 1 м3 глинистого раствора плотностью 1,24 т/м3.

Количество сухой глины, необходимое для приготовления 1 м3 глинистого раствора, находим по формуле (3), приняв в ней n = 0:

 .

Количество пресной воды, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора, определяем но формуле (4):

 .

Подсчитаем количество гематита, плотность которого равна 4,5 т/м3, а влажность 12%, потребное для увеличения плотности глинистого раствора от 1,3 до 1,8 т/м3. Определим также объем, который займет 1 м3 глинистого раствора после утяжеления.

Количество влажного гематита, потребное для утяжеления 1 м3 глинистого раствора в необходимых пределах, подсчитываем по формуле (12):

.

Объем, который займет 1 м3 глинистого раствора после утяжеления его, найдем по формуле (13):

 .

Решим эту задачу, пользуясь графическим и табличным способами Жуховицкого. По номограмме, составленной для сухого утяжелителя, находим, что для утяжеления 1 м3 глинистого раствора в заданных пределах надо израсходовать 0,84 m сухого утяжелителя. Чтобы учесть влажность утяжелителя, нужио полученную цифру увеличить на 12% (рекомендуется увеличение от 10 до 20% в зависимости от влажности утяжелителя). Тогда потребный расход влажного утяжелителя составит 1,01 т (как видим, результат несколько занижен по сравнению с аналитическим расчетом).

Найдем затем потребный расход утяжелителя. Он равен 0,82 т сухого утяжелителя. Учитывая влажность утяжелителя, находим, что потребный расход его составляет 0,82 • 1,12 = 0,92 т (результат также занижен по сравнению с аналитическим расчетом).

Объем, который займет 1 м3 глинистого раствора после утяжеления, оказывается равным 1,178 м3, что достаточно близко к определенному по формуле (13).

Определим плотность гематита, если в пикнометр массой 68 г и объемом 72 см3, заполненный керосином, плотность которого равна 0,83 т/м3, введено некоторое количество утяжелителя. Масса пикнометра с навеской гематита оказалась равной 103 г, а масса пикнометра с керосином и гематитом 156 г.

Плотность гематита при заданных условиях задачи определяем по формуле (16):

 .

Определим влажность гематита, если масса пробы утяжелителя до просушивания составляла 735 г, а после просушивания 638 г.

Влажность гематита согласно формуле (17) равна

 .

Найти ожидаемую плотность разгазированного глинистого раствора по выходе его из скважины диаметром 0,3 м, если в нее прокачивается 40 л/сек глинистого раствора, плотность которого равна 1,75 т/м3. Средняя механическая скорость бурения равна 7,5 м/ч, а ожидаемое пластовое давление 165 атм. Пористость породы принять равной 27%, а коэффициент растворимости газа в нефти 0,95 м3/м3 • атм.

Количество газа, поступающего в глинистый раствор из пласта в течение 1 ч, определим по формуле (19):

 .

Плотность разгазированного глинистого раствора после выхода его из скважины находим по формуле (18):

 .

1.3.3 Химическая обработка глинистого раствора

По характеру действия на промывочные растворы реагенты подразделяются на три основные группы: понизители водоотдачи, понизители вязкости, реагенты комбинированного действия.

Основные данные о реагентах для снижения водоотдачи промывочных растворов

В качестве понизителя водоотдачи применяются: углещелочной (УЩР), торфощелочной (ТЩР), карабоксиметилцеллюлоза (КМЦ), конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ), крахмал, гид-ролизованный полиакрилонитрил (гипан).

УЩР — наиболее распространенный в РФ реагент для обработки промывочных растворов. Применяется для общего улучшения буровых растворов, повышения их дисперсности и агрегативной устойчивости, снижения водоотдачи и вязкости. По принципу действия этот реагент является реагентом-стабилизатором суспензии, но имеет и пептизирующие функции. УЩР служит для регулирования вязкости и напряжения сдвига растворов, загустевших от выбуренной породы. УЩР готовится из бурого угля обработкой щелочно-каустической или кальцинированной содами. Соотношение угля и щелочи должно быть в определенных пропорциях. Если щелочи мало, то не все количество кислот будет извлечено. Если же щелочи взять много, коллоидные вещества реагентов коагулируют.

УЩР пригоден при бурении пород, содержащих пресные и небольшой минерализации воды (до 1,5—2% соли). Реагент обеспечивает сохранение низкой водоотдачи пресных растворов при высокой забойной температуре (373—473° К). Хорошо совмещается с другими реагентами.

Каждый раз при получении новой партии бурого угля проверяют его качество. Лучшим считается такой уголь, из которого можно больше извлечь гуминовых кислот.

Прежде всего определяют влажность п бурого угля по формуле

 , (20)

Где а – масса сухого угля (после просушки);

b – масса влажного угля.

Затем подсчитывают концентрацию гуминовых кислот по формуле

, (21)

где с — концентрация гуминовых кислот в исследуемом растворе в %;

V — объем взятого для определения исследуемого раствора в см3;

V1— объем раствора после разбавления его водой в см3; с1 — концентрация гуминовых кислот в эталоне в %.

Реагент, состоящий из бурого угля, каустической соды и воды, условно обозначают УЩР. Для первичной обработки глинистого раствора готовят реагент по одному из следующих рецептов: УЩР-9-2, УЩР-11-2, УЩР-13-2 и УЩР-15-2 (здесь в первом рецепте цифры 9 и 2 обозначают, что в 1000 см3 реагента содержится 90 г сухого бурого угля, содержащего 45% гуминовых кислот, и 20 г кристаллической каустической соды, остальное вода). Для повторной обработки глинистого раствора используют реагент, приготовленный обычно по рецепту УЩР-10-1.

Количество влажного бурого угля Р, потребное для приготовления единицы объема химического реагента, вычисляем по формуле

 ,

где Р — необходимое количество влажного бурого угля;

Q — процентное содержание сухого бурого угля в реагенте по

рецепту;

п — влажность бурого угля;

N — объем реагента, который необходимо приготовить.

Если N выражено в л, то Р в кг; если N в м3, то Р в т.

Каустическая сода поступает на буровую обычно в растворенном .виде. Для определения требуемого объема раствора необходимо знать содержание кристаллической соды в нем, для чего определяют плотность раствора и по таблице находят содержание соды.

Объем раствора каустической соды, необходимый для пригото-вления единицы объема химического реагента, определяем по формуле

 ,

где V — объем раствора каустической соды;

R — процентное содержание каустической соды в реагенте;

N — объем реагента, который необходимо приготовить;

т — процентное содержание сухой каустической соды в растворе соды.

Если N в л, то и V в л; если N в м3, то и V в м3.

При первичной обработке глинистого раствора в него добавляют УЩР в зависимости от условий бурения данной скважины в количествах 100, 200 пли 300 см3 на 1 л, а при дополнительной обработке в 5—6 раз меньше.

Реагенты из торфа (ТЩР). Способ приготовления торфощелочного реагента (ТЩР) ничем не отличается от приготовления УЩР. Определение влажности торфа и подсчет необходимых количеств торфа и каустической соды производятся точно так же, как и для бурого угля, т. е. по формулам (20)- (23).

Первичная обработка глинистых растворов производится ТЩР, приготовляемым по одному из рецептов: ТЩР-10-1, ТЩР-10-2; ТЩР-10-3 и ТЩР-10-4 (первая цифра — процентное количество сухого торфа, вторая — кристаллической каустической соды).

При первичной обработке глинистого раствора в него добавляют ТЩР в зависимости от условий бурения данной скважины в количествах 100, 150 или 200 см3 на 1 л, а при дополнительной обработке в 5—6 раз меньше.

КМЦ — натриевая соль целлюлозо-гликолевой кислоты — представляет собой рассыпчатое твердое вещество кремового цвета, хорошо растворимое в воде при перемешивании. Применяется для снижения водоотдачи промывочных растворов при малых и средних концентрациях соли.

При большой солености КМЦ комбинируют с другими защитными реагентами. Добавка КМЦ в пресные растворы загущает их, а в соленые — разжижает. Совместима со всеми реагентами и видами химической обработки. Малоэффективна при хлоркальциевой агрессии. Обычные улучшающие добавки для пресных условий 0,5—0,75%, в соленой среде 1—2%. Первичная обработка глинистого раствора производится 10%-ным водным раствором КМЦ. Термостойка до 393—403° К.

КССБ — продукт конденсации сульфит-спиртовой барды (ССБ) с формалином и фенолом в кислой среде с последующей нейтрализацией каустиком. КССБ представляет собой жидкость плотностью 1,12 т/м3, вязкостью 50—10 спз при t — 293° К, с сухим остатком 15—25%. Выпускается в трех модификациях.

КССБ-1 предназначается для улучшения качества обычных глинистых и известковых растворов на пресной воде, а также при содержании в них до 10% солей.

Для приготовления 1 м3 реагента берут 600 л ССБ 30%-ной концентрации, 48 л формалина той же концентрации, 30 л серной кислоты. Нейтрализуется водным раствором едкого натра до рН = = 89, добавляется вода до общего объема готового продукта 1 м3.

КССБ-2 предназначается для обработки глинистых растворов, содержащих выше 10% солей, а также для известковых и высококальциевых глинистых растворов.

Для приготовления смеси берут 600 л ССБ 30%-ной концентрации, 12 л фенола, 48 Л формалина 30%-ной концентрации и 18 л серной кислоты плотностью 1,84 т/м3. Нейтрализуется едким натром. Добавляется вода до общего объема готовой продукции 1 м3.

КССБ-3 предназначается для улучшения качества глинистого раствора при забойной температуре выше 400° К, применяется как для пресных, так и для высокоминерализованных растворов.

Для приготовления смеси берут 600 л 30%-ной ССБ, 100 л. 20%-ного раствора хромпика, 12 л фенола, 48 л формалина 30%-ной концентрации и 18 л серной кислоты. Нейтрализуется едким натром. Добавляется вода до общего объема готовой продукции 1 м3.

КССБ эффективна при комбинированной обработке совместно с другими реагентами. В неутяжеленных растворах добавка КССБ может вызвать образование пены. Для борьбы с пеной рекомендуется применять пеногасители, разработанные Волгоградским научно-исследовательским институтом нефтяной и газовой промышленности (ВНИИНП), представляющие собой десятипроцентную суспензию в соляровом масле резины (PC) и полиэтилена (ПЭС). Содержание воздуха при применении указанных пеногасителей легко регулируется на уровне 0—3%. Другие пеногасители (соансток, жирные кислоты и их соли, кремнийорганические полимеры марки МПС-4000 . н МПС-9000) менее термостойки. Оптимальные добавки ПЭС и PC в растворе составляют соответственно 0,1—0,15 и 0,2—0,3% на объем раствора в расчете на сухое вещество (полиэтилен, резину). Для обработки растворов в зависимости от минерализации и температуры необходимо вводить от 1 до 3% КССБ (в пересчете на сухой продукт).

Крахмальные реагенты. Крахмал применяют двух видов: обычный технический и модифицированный. Обычный технический крахмал не раствортгм в воде и может быть добавлен в промывочный раствор только предварительно клейстеризованным щелочью с концентрацией активного вещества не более 8—10%, он ферментативно неустойчив. Под действием микроорганизмов и энзимов разрушается, теряя стабилизирующие свойства. Из-за низкой термостабильности при t = 393  403° К крахмал претерпевает расщепление с потерей стабилизирующих свойств.

Модифицированный крахмал — растворимую модификацию крахмала — готовят путем высушивания крахмальной суспензии при t = 403  423° К с добавкой в суспензию перед высушиванием алюмокалиевых квасцов.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11