Материал: Буровые, промывочные и тампонажные растворы

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА:

СТАБИЛЬНОСТЬ И СУТОЧНЫЙ ОТСТОЙ

1.1 Основные понятия

При бурении вращательным способом в скважине постоянно циркулирует поток жидкости, которая ранее рассматривалась только как средство для удаления продуктов разрушения (шлама). В настоящее время она воспринимается, как один из главных факторов обеспечивающих эффективность всего процесса бурения.

При проведении буровых работ циркулирующую в скважине жидкость принято называть – буровым раствором или промывочной жидкостью.

Буровой раствор кроме удаления шлама должен выполнять другие, в равной степени важные функции, направленные на эффективное, экономичное, и

безопасное выполнение и завершение процесса бурения.

Часть свойств бурового раствора могут измеряться буровой бригадой,

обычно это плотность бурового раствора, условная вязкость, и водоотдача.

Кроме того, бригадой могут измеряться содержание песка, а также концентрацию солей и щелочность раствора.

Однако для качественного управления свойствами бурового раствора,

позволяющего обеспечивать эффективное выполнение им заданных функций,

такого набора параметров явно недостаточно.

Например, в качестве технологических показателей устойчивости промывочной жидкости как дисперсной системы используются

стабильность и суточный отстой.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

1.2 Характеристика параметров

Показатель стабильности ( С) – измеряется с помощью прибора ЦС-

2, изображенного на рисунке 1, представляющего собой металлический цилиндр объемом 800 см3 со сливным отверстием в середине.

Рисунок 1 – "Прибор для измерения стабильности"

При измерении отверстие перекрывают резиновой пробкой, цилиндр заливают испытываемым раствором, закрывают стеклом и оставляют в покое на 24 ч. По истечении этого срока отверстие открывают и верхнюю половину раствора сливают в отдельную емкость. Ареометром определяют плотность верхней и нижней частей раствора. За меру стабильности принимают разность плотностей раствора в нижней и верхней частях цилиндра.

Чем меньше значение С, тем стабильность раствора выше.

Суточный отстой измеряют с помощью стеклянного мерного цилиндра объемом 100 см3, представленного на рисунке 2, обозначают буквой

0.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рисунок 2 – "Прибор для измерения суточного отстоя"

Испытываемую жидкость осторожно наливают в мерный цилиндр до отметки 100 см3, закрывают стеклом и оставляют в покое на 24 ч, после чего визуально определяют величину слоя прозрачной воды, выделившейся в верхней части цилиндра. Отстой выражают в процентах выделившейся жидкости от объема пробы. Чем меньше суточный отстой, тем устойчивее,

стабильнее промывочная жидкость.

Эти параметры следует измерять при температурах, соответствующих температуре раствора в скважине.

Стабильным считается раствор, у которого С = 0,02-0,03 г/см3, 0 = 3-

4%.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2. ТАМПОНАЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

СКВАЖИН

2.1 Основные понятия

После бурения и обустройства дальнейшая эксплуатация скважин должна производиться в соответствии с инструкциями и рекомендациями,

указанными в паспорте на скважину, что позволяет обеспечить ее бесперебойную и качественную работу. В некоторых ситуациях, когда эксплуатация водозаборных скважин становится невозможной в силу разного рода причин: технических, экономических, санитарных или других – производится ликвидация скважины. Ликвидацию называют также тампонаж скважины (цементаж) – это комплекс мер для защиты и сохранения недр.

Цементирование скважин подразумевает:

закачивание цементного раствора для временной консервации водозаборных скважин или полной ликвидации;

упрочнение ствола скважины и отсечение нежелательных водоносных пластов, препятствие смешению вод при дальнейшем бурении скважины под воду.

Тампонажный цемент – продукт, состоящий из одного или нескольких вяжущих (портландцемента, шлака, извести, органических материалов и т.д.),

минеральных (кварцевого песка, асбеста, глины, шлака или др.) или органических (хлопковых очесов, отходов целлюлозного производства и пр.)

добавок, позволяющих после затворения водой или иной жидкостью получить раствор, а затем камень обусловленного качества.

Тампонажные материалы – материалы, которые при затворении водой образуют суспензии, способные затем превратиться в твердый непроницаемый камень.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2.2 Классификация тампонажных материалов

В зависимости от вида вяжущего материала тампонажные материалы

делятся на:

1)тампонажный цемент на основе портландцемента;

2)тампонажный цемент на основе доменных шлаков;

3)тампонажный цемент на основе известково-песчаных смесей;

4)прочие тампонажные цементы (белиловые и др.).

При цементировании скважин применяют только два первых вида -

тампонажные цементы на основе портландцемента и доменных шлаков.

К цементным растворам предъявляют следующие основные требования:

подвижность раствора должна быть такой, чтобы его можно было закачивать в скважину насосами, и она должна сохраняться от момента приготовления раствора (затворения) до окончания процесса продавливания;

структурообразование раствора, т. е. загустевание и схватывание после продавливания его за обсадную колонну, должно проходить быстро;

цементный раствор на стадиях загустевания и схватывания и сформировавшийся камень должны быть непроницаемы для воды, нефти и газа;

цементный камень, образующийся из цементного раствора, должен быть коррозионно- и температуроустойчивым, а его контакты с колонной и стенками скважины не должны нарушаться под действием нагрузок и перепадов давления, возникающих в обсадной колонне при различных технологических операциях.

В зависимости от добавок тампонажные цементы и их растворы

подразделяют на:

песчаные,

волокнистые,

гельцементные,