Для получения ферментативно устойчивой модификации вместе с квасцами вводится бактерицид (диоцид). Модифицированный крахмал представляет собой белый порошок влажностью 8—12%, не требующий добавки щелочи при обработке растворов, хорошо растворим в холодной воде и глинистом растворе. Модифицированный крахмал является высокоэффективным защитным реагентом, обеспечивающим низкую водоотдачу промывочных растворов любой модификации включая и хлоркальциевую агрессию. Не термостоек, вследствие этого не рекомендуется применять его при высокой забойной температуре (более 373° К).

Для сохранения плотности раствора его можно обрабатывать непосредственно добавкой порошкообразного реагента в циркуляционную систему.

Добавка в раствор модифицированного крахмала колеблется в пределах 0,5—2% (на сухое вещество). Крахмальный реагент из обычного технического крахмала обычно готовят по рецепту: в 100 частях водного раствора содержится 5—10% сухого крахмала и 1 — 2% кристаллической каустической соды. Иногда для снижения вязкости к крахмальному реагенту добавляют 5—6% раствора ССБ.

Гипан — продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила — представляет собой вязкую жидкость со слабым аммиачным запахом, желтого цвета с содержанием 10%-ного сухого вещества, вязкостью 9—16 спз 1%-ного водного раствора. Основное назначение гипана — обеспечение низкой водоотдачи пресных растворов при забойной температуре до 523° К, когда другие реагенты-стабилизаторы недейственны. Гипан хорошо защищает промывочные растворы от агрессивного воздействия минерализации (сульфата, хлористого натрия). Менее эффективен гипан при хлоркальциевой агрессии. При значительных количествах соли гипан добавляется в количестве 1 %. В маломинерализованные глинистые растворы при температурах 373—393° К добавляется в количестве 0,5%, а при высокой забойной температуре 0,75—2%.

Пресные растворы гипан загущает, соленые — разжижает, но не столь интенсивно как КМЦ. Весьма полезно сочетание гипана с известковой обработкой, хроматами и реагентами (крахмалом, КМЦ, УЩР и др.). Гипан морозоустойчив и не подвергается ферментативному разложению. Вследствие незначительных расходов и длительного действия гипана при обработке им раствора применение его в ряде случаев оказывается более выгодным, чем КМЦ.

Сухие гуматощелочные реагенты. Большое удобство в работе буровиков представляют сухие гуматощелочные реагенты, УЩР или ТЩР, которые готовятся на специальных заводах и доставляются на буровые в виде сухого крупнозернистого порошка. Технология получения их заключается в перемешивании сухого или подсушенного бурого угля (с содержанием влаги 15—18%) или торфа с концентрированной щелочью (42—45%). Соотношение бурого угля, торфа и каустической соды в них то же самое, что и жидких реагентов. Поэтому необходимые расчеты производятся по формулам (20) —(23). Сухой УЩР и ТЩР можно добавлять непосредственно в циркуляционную систему.

Реагенты-понизители вязкости

Следует различать два вида реагентов понизителей вязкости и предельного напряжения сдвига промывочных растворов — общего и специального назначения.

Реагенты общего назначения

К числу реагентов, служащих для единовременного разжижения (перед спуском колонн, электрометрическими работами и т. п.) и для систематической обработки растворов, относятся: сульфит-спиртовая барда (ССБ), полифенольный лесохимический реагент (ПФЛХ), сульпор, синтаны (синтетические таннины), натуральные растительные экстракты, окисленный лигнин.

Реагенты, предназначенные для обработки пресных и маломинерализованных растворов (в том числе на морской воде), загустевших в результате поступления в них разбуриваемых пород, преимущественно глинистых. Не пригодны они для разжижения растворов, загустевших от действия солей. Термостойкость растворов, обработанных этими реагентами, равная 383—403° К, может быть повышена комбинированием с хроматами. Добавки реагентов разжижают выходящие из скважины растворы, загустевшие от действия высокой забойной температуры. Единовременные добавки реагентов колеблются в пределах 0,2—0,5% (по массе сухого вещества). Все реагенты совместимы со всеми другими продуктами, применяемыми для химической обработки промывочных растворов (содой, УЩР, КССБ, крахмалом, КМЦ, гипаном и др.) с различными рецептурами их (известковыми, хлоркальциевыми, хроматными, эмульсионными и т. п.). Реагенты применяются в щелочных растворах 5—10 % -ной концентрации в соотношении со щелочью от 1 : 0,1 до 1 : 0,5 (на сухое вещество). Обработка ведется добавкой тонкой струи реагента в циркулирующий раствор.

Реагенты из сульфит-спиртовой барды (ССБ). ССБ является отходом целлюлозной промышленности. Поступает с завода с различным содержанием твердого вещества. Для первичной обработки пресных глинистых растворов реагент ССБ готовится но одному из рецептов: ССБ-30-4, ССБ-30-5, ССБ-30-6 (первая цифра — процентное содержание сухой ССБ, вторая — процентное содерл^ание кристаллической каустической соды), а иногда ССБ-20-3, ССБ-20-4 и ССБ-20-5. В соленых растворах применяется без щелочи. При высоких за'бойных температурах не разжижает.

Объем раствора ССБ, необходимый для приготовления единицы объема химического реагента, определяется по формуле

 , (24)

где V — объем раствора ССБ;

R — процентное содержание сухой ССБ в реагенте;

N — количество реагента, которое необходимо приготовить;

mi — процентное содержание сухой ССБ в растворе барды.

Если N в л, то V в л, если N в м3, то и V в м3. Величину m1 находят по таблице, исходя из плотности раствора ССБ

Определение плотности густой или твердой ССБ несколько затруднительно. В таких случаях количество ССБ, необходимое для приготовления реагента, подсчитывают по формуле

 (25)

где Р — количество ССБ, необходимое для приготовления реагента;

Q — процентное содержание сухой ССБ в рецепте реагента (обычно 30%);

N — количество реагента, которое надо приготовить;

т2 — количество воды в кг, добавленное к 0,2 кг барды для снижения плотности ее до 1,28—1,30 т/м3.

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

При первичной обработке глинистого раствора в него добавляют реагент ССБ в зависимости от условий бурения данной скважины в количествах 40, 60 и 80 см3 на 1 л, а при дополнительной обработке в 5—6 раз меньше. Недостатком ССБ является ее пенообразующее действие. Требует применения пеногасителей.

Иногда обработка глинистых растворов может производиться аналогом ССБ — сульфит-целлюлозным экстрактом (СЦЭ) марки «известковый» (из серии дубителей).

Рецепт химического реагента из него таков: СЦЭ-20-5 (первая цифра — процентное содержание сухого СЦЭ, вторая — процентное содержание кристаллической каустической соды). Определение необходимых количеств СЦЭ и NaOH производится точно так же,-как и для реагента ССБ.

ПФЛХ является продуктом формальдегидиой конденсации полифенолов растворимых смол — отхода при газификации древесины. Темно-коричневое твердое вещество, растворимое в воде и водных растворах щелочи. Для обработки глинистых растворов ПФЛХ применяется 5—10%-ной концентрации. Соотношение ПФЛХ и щелочи варьируют от 1 : 0,1 до 1 : 0,5 (на воздушно-сухие вещества) в зависимости от состава глинистого раствора, его щелочности и требуемой вязкости.

Сулькор — сульфитироваыный щелочной экстракт одубины. Темно-коричневое твердое вещество. Аналог ПФЛХ.

Окисленный лигнин готовится путем обработки гидролизного лигнина разбавленной или концентрированной азотной кислотой, смесью азотной и серной кислоты, газообразным хлором или хлорной водой. В зависимости от применяемого окислителя полученный продукт условно называется нитро или хлорлигнином. Окисленный лигнин представляет собой желто-коричневый порошок, растворяющийся в водных растворах щелочи. Наиболее часто применяется реагент 5%-ной концентрации при соотношении лигнина и щелочи 1 : 0,3 (воздушно-сухие вещества).

Синтан-5 — продукт омегасульфирования новолачной смолы на основе фенолов буроугольного происхождения. Синтетический дубитель. Твердое коричневое вещество, растворимое в воде и щелочных растворах. Аналог ПФЛХ.

Еловый экстракт — сульфитированный водный экстракт еловой коры, темно-коричневый сухой продукт, растворимый в воде и водных растворах щелочей. Аналог ПФЛХ.

Реагенты-понизители вязкости специального назначения

Комплексные фосфаты (полифосфаты) — натриевые гексомето-фосфат, пирофосфат, триполифосфат. Добавка к глинистым растворам не более 1—1,2%; превышение этого количества вызывает загу-стевание растворов. Применение полифосфатов наиболее эффективно при единовременной обработке (спуске колонн, электрометрических работах и т. п.), но они могут применяться также при бурении неглубоких скважин. Полифосфаты нецелесообразно применять для разжижения соленых растворов, так же как и в условиях высокой забойной температуры, при которой они разлагаются; не могут они применяться также в известковых, гипсовых, высококальциевых и других растворах, так как с растворимыми солями кальция дают осадки. »

Хроматиые реагенты (анионные соединения хрома) — хроматы и бихроматы калия и натрия.

Оранжевые поршни или сплавы, хорошо растворимые в воде. Применяются в условиях высокой забойной температуры для предотвращения вызванного ею загустевания растворов. Наиболее эффективны при температуре свыше 373° К, когда другие реагенты, служащие для разжижения вязкости, перестают действовать. Хроматные реагенты можно добавлять к различного рода промывочным растворам (пресным, известковым, минерализованным, утяжеленным) раздельно или совместно с реагентами-стабилизаторами в виде хромгуматов, хромлигносульфонатов и др.

Применяют хроматные реагенты в виде водных растворов 10%-ной концентрации. Единовременные добавки их 0,05—0,2% (по массе сухого вещества па объем раствора).

Комбинированные реагенты

Исследованиями установлено, что одновременное применение УЩР и ССБ для обработки глинистых растворов позволяет регулировать толщину сольватных оболочек и тем самым достигать снижения водоотдачи раствора без повышения его вязкости.

Оптимальные количества УЩР и ССБ подбираются в лаборатории. Содержание бурого угля в комбинированном реагенте составляет 10%, каустической соды обычно 2%, а ССБ от 0,2 до 4%.

Рецепты комбинированных реагентов принято обозначать так: К-10-2-0,2, К-10-2-0,5 и т. д. (первая цифра — процентное содержание сухого бурого угля, вторая — процентное содержание кристаллической каустической соды, третья — процентное содержание сухой ССБ). Необходимые количества ССБ подсчитывают по формулам (24) или (25), каустической соды — по (23), бурого угля — по (2), (21) и (20).

Специальные промывочные растворы

Известковые глинистые растворы. При разбуривании сильно набухающих глин и солевых отложений, для борьбы с обвалами стенок и сужениями стволов скважин, а также в случае притока в скважину высокоминерализованных вод применяют известковые глинистые растворы в сочетании с NaOH, ССБ, КССБ и другими реагентами, а также понизителями липкости.

Растворы, обработанные известью, обладают небольшими вязкостью, статическим и динамическим напряжениями сдвига, легко управляемы и весьма стабильны.

Рецептура первичной обработки глинистого раствора известью подбирается в зависимости от его качества, степени минерализации, концентрации глинистой фазы и т. п. Примерное соотношение между' химическими реагентами (в процентах от объема раствора) таково: ССБ (50%-ной концентрации) от 0,3 до 4,0%, каустическая сода (кристаллическая) от 0,05 до 0,5%, известь (сухая) от 0,1 до 0,8%.

При последующих обработках раствора известью с целью поддержания постоянства стабильных свойств его на каждый метр углубления скважины добавляют следующее количество компонентов: ССБ (КССБ) 10—35 л, каустической соды 4—7 кг, извести 6— 10 кг.

Если известкование раствора производится с использованием КССБ, то добавки каустической соды колеблются в пределах 1— 3 кг на 1 м проходки.

Недостатком глинистых растворов, обработанных пзвестыо, является тенденция их к загустевапию при температурах порядка 393° К и выше. С помощью различных добавок (например, хромпика) процесс загустевают может задерживаться.

Высококальциевые растворы (ВКР). Обычные глинистые растворы для перевода в высококальциевые обрабатывают хлористым кальцием, известью и реагентом-стабилизатором (КМЦ, крахмал, КССБ и другими реагентами, устойчивыми к действию солей). При необходимости в эти растворы можно добавить понизители вязкости (ССБ, ПФЛХ, окисленный лигнин и др.), утяжелитель или нефть. ВКР может быть применен при бурении в самодиспергирующихся глинистых сланцах с целью предотвращения осыпей и обвалов стенок скважины: в пластичных набухающих глинах препятствует быстрому переходу глины в раствор и росту его вязкости в условиях минеральной агрессии. Отличительной особенностью ВКР является его состояние регулируемой коагуляции, обусловленное повышенным содержанием иона кальция в фильтрате глинистого раствора. При проникновении фильтрата ВКР в пласт происходит его активное взаимодействие с частицами глины на стенках скважины. Адсорбция кальция в количестве, превышающем порог коагуляции глинистых частиц, уменьшает гидратацию глины вплоть до полного разрушения диффузного слоя. Создаются условия для слипания и агрегирования глинистых частиц на поверхности раздела.

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