СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
продуктивных пластов, повышается интенсивность обвалообразоваиия в глинах, аргиллитах, сланцах, увеличивается толщина фильтрационной корки,
что сопровождается сальникообразованиями, затяжками и повышает вероятность прихвата бурильной колонны и приборов в скважине. Поэтому в практике бурения фильтрацию следует снижать, лишь когда это безусловно необходимо, и до такого уровня, который технологически допустим и не вызывает осложнения.
Скорость набухания, Vнаб. При промывке глинистым раствором на водной основе и бурении в интервалах неустойчивых глиносодержащих пород имеет место набухание глинистых частиц. Это ведет к появлению в составе раствора коллоидной дисперсной фазы, которая меняет свойства раствора.
Требуется снижать набухание, в частности, скорость набухания глин путём добавления в глинистый раствор ингибирующих добавок.
При постановке условий эксперимента, нам необходимо использовать добавки для уменьшения набухания. В качестве оценки набухания мы используем показатель скорости набухания Vнаб.
3.3 Методика экспериментов
Для достижения поставленной цели и получения модели БПР с заданными параметрами мы приготовили 4 раствора в соответствии с
матрицой планирования, которая представлена в таблице 10.
Таблица 10
Матрица планирования.
Номерраствора |
DUO VIS % мас. |
KEM PAS % масс. |
Формиат % масс. |
|
|
|
|
№1 |
0,6 |
0,45 |
1 |
|
|
|
|
№2 |
0,2 |
0,45 |
1 |
|
|
|
|
№3 |
0,4 |
0,3 |
3 |
|
|
|
|
№4 |
0,4 |
0,6 |
3 |
|
|
|
|
Для каждой рецептуры раствора было проведено 3 эксперимента – на
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
набухание, на определение показателя фильтрации и на определение реологических параметров бурового раствора.
Измерение скорости набухания производится на приборе Жигача-Ярова.
Внутрь прибора помещается 10 грамм высушенной и просеянной глины. Затем добавляется определенное количество раствора и производится замер результатов в течении 24 часов. Итогом эксперимента является зависимость высоты пробы от времени.
Измерение скоростей набухания отображены на рисунках 1,2, где в графической форме представлены характеристические кривые скоростей набухания от времени для каждого раствора, которые имеют модели следующего вида:
Y=a*ln(x)±b
где a*ln(х)-зависимость скорости набухания от времени. Для того получить точную информацию о скорости набухания необходимо отсечь тот момент, когда идет капиллярная пропитки (процесс набухания включает в себя: капиллярную пропитку и само набухание) Для этого строятся кривые изменения высоты пробы от времени в логарифмических координатах (рис. 2).
Затем осекаются те участки, где идет капиллярная пропитка (не прямолинейные участки) и с учетом этого строятся модели скорости набухания (рис. 1).
Для определения показателя фильтрации был использован прибор ВМ-
6. На дне прибора находится решетка, на которую кладется фильтровальная бумага, смоченная водой. Затем в прибор заливается 100 мл. раствора, сверху навинчивается цилиндр с игольчатым клапаном. В него заливается масло, и
вставляется шток с мерной шкалой, который создает перепад давления в 1
атмосферу. Выпуская масло игольчатым, клапаном устанавливаем шток на нуль. Затем открываем нижний клапан, включаем секундомер и делаем замеры через 1,2,5,9,15 минут. Обработка результатов позволяет определить
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
показатель фильтрации для каждого раствора.
3.4 Результаты опытов и их анализ
В ходе работ были проведены испытания для определения следующих показателей:
1) скорости набухания (рис.1;2),где отображены логарифмические зависимости скорости набухания глинистой корки от времени;
2) показателя фильтрации (табл.11, рис.3) где отображены зависимости показателя фильтрации от времени;
Обработка результатов эксперимента дала следующие модели :
Cскорость набухания глинистой корки:
VНАБ=55+54*DUO-60.67*KEM +2.2*form
Показатель фильтрации:
ПФ=21,175+5,75*DUO +8*KEM -4,225*form
Для удобства анализа этих моделей составим таблицу 12, с указанием степени влияния каждого компонента раствора на определенные показатели.
Таблица 12
Влияние компонентов на скорость набухания и показателя несущей способности
Параметры |
Состав компонента |
|
|
|
|
|
|
|
DUO VIS |
KEM PAS |
Формиат натрия |
|
|
|
|
ПФ |
+5,75 |
+8 |
-5,225 |
|
|
|
|
VНАБ |
+54,00 |
-60,67 |
+2,20 |
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
По таблице 12 можно представить конкретную степень влияния
компонентов на определенные показатели:
1)на увеличение показателя фильтрации влияет DUO VIS и KEM PAS,
ана уменьшение - формиат натрия.
2)на увеличение скорости набухания значительно влияет DUO VIS,
незначительно - формиата натрия, а на уменьшение скорости набухания значительно влияние KEM PAS.
Решив эту систему уравнений (концентрацию DUO VIS берем минимальной = 0,2), мы получаем следующие результаты:
DUO VIS=0,2
KEM PAS= 0,496
формиата натрия=1,96
Полученные значения представлены в процентах от общей массы раствора.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
4 Приготовление буровых растворов
4.1Технология приготовления бурового раствора
При приготовлении буровых растворов требуется обеспечить с помощью специальных устройств хорошее диспергирование твердой фазы и перемешивание её с жидкостью. В качестве такого устройства для приготовления раствора из бентонитового глинопорошка использовалась глиномешалка типа МГ-2-4. Исходный раствор готовился по требуемой плотности дисперсионной среды и дисперсной фазы-смеси воды и бентонитового глинопорошка.
В процессе бурения приходится обрабатывать буровой раствор химическими реагентами для обеспечения требуемых параметров стабильности и тиксотропии. Реагенты для обработки бурового растворы подробно рассмотрены в пункте 2.1.1. на с. 10.
4.2Выбор оборудования для приготовления растворов
В современных условиях бурения для приготовления буровых растворов используется следующее оборудование:
блок приготовления раствора БПР-70 или БПР-40 с выносными гидроэжекторными смесителями и загрузочными воронками;
емкости циркуляционной системы с гидравлическими и механическими перемешивателями;
диспергатор;
насосы.
При выборе оборудования для приготовления растворов необходимо
учитывать комплектование и состав циркуляционных систем буровых
установок различных типов.