Выбор типа промывочных жидкостей в зависимости от конкретных горно - геологических условий

130504

Хамидуллин  Р.И.

гр. Б-10

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

 

Министерство  образования и науки РТ

ГАОУ  СПО «Лениногорский нефтяной техникум»

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Буровые растворы.

Ликвидация поглощения бурового раствора  с использованием наполнителей.

 

ЛНТ 0. 130504 21 02. Б-10

 

 

 

           Руководитель:                           Хайрисламова Н.Я.

           Выполнил:                                Хамидуллин Р.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение............................................................................................................................................................................

1. Функции и классификация промывочных жидкостей при бурении скважин.............
2. Основные показатели параметров промывочной жидкости, приборы для их контроля, функции, выполняемые в процессе бурения………………………………………………………………………
3. Выбор типа промывочных жидкостей в зависимости от конкретных горно-геологических условий……………………………………………………………………………………………………………………………………….
4. Рекомендации по выбору промывочных жидкостей для вскрытия продуктивных горизонтов………………………………………………………………………………………………………………………………..
5. Рекомендации по выбору и расчету плотности промывочной жидкости для различных условий бурения скважин………………………………………………………………………………………………………….
6. Методы восстановления свойств промывочной жидкости в процессе бурения скважин………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
7. Цели и задачи контроля  параметров промывочных жидкостей в процессе бурения……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...
8. Способы приготовления промывочных жидкостей…………………………………………………………….
9. Охрана окружающей среды при использовании промывочных жидкостей…………….
10. Методы переработки отходов процесса промывки скважин……………………………………..
11. Специальная тема…………………………………………………………………………………………………………………………….
12. Выводы и предложения……………………………………………………………………………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

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. По этой причине, состав буровых растворов и оценка его свойств становился темой большого объема научно-практических исследований и анализа.

В настоящее  время в мировой практике наблюдается  тенденция роста глубин бурения  скважин, а как следствие, и увеличение опасности возникновения при этом различных осложнений. Кроме того, постоянно ужесточаются требования более полной и эффективной эксплуатации продуктивных пород. В этой связи буровой раствор должен иметь состав и свойства, которые обеспечивали бы возможность борьбы с большинством из возможных осложнений и не оказывали негативного воздействия на коллекторские свойства продуктивных горизонтов.

 

 

 

 

 

 

 

 

      1.  ФУНКЦИИ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН.

1.1.Функции промывочных жидкостей.

Отличительной особенностью вращательного способа бурения является применение промывки скважины в процессе бурения. Буровой раствор, прежде всего, должен:

1. удалять выбуренную породу (шлам) из под долота; транспортировать ее вверх по кольцевому пространству между буровой колонной и стволом скважины и обеспечивать ее отделение на поверхности;
2. удерживать частицы выбуренной породы во взвешенном состоянии при остановке циркуляции раствора;
3. охлаждать долото и облегчать разрушения породы в  призабойной зоне;
4. создавать давление на стенки скважины для предупреждения водо-, нефте- и газопроявлений;
5. оказывать физико-химическое воздействие на стенки скважины, предупреждая их обрушение;
6. передавать энергию гидравлическому забойному двигателю (ГЗД);
7. обеспечивать сохранение проницаемости, продуктивного пласта при его вскрытии и др.

            Требования к составу и качеству бурового раствора в зависимости от геологических условий и технических особенностей проходки скважины обусловили применение буровых растворов нескольких типов:

1. буровой раствор на водной основе (глинистые растворы, вода, буровые растворы с низкой концентрацией твердой фазы, полимерные глинистые и безглинистые и др.);
2. буровые растворы на неводной основе (растворы на углеводородной основе, обращенные эмульсии типа «вода в масле», дегазированная нефть, нефтепродукты);
3. газообразные рабочие агенты (воздух, природные и выхлопные газы, продукты горения);
4. аэрированные буровые растворы и пены.

 

 

1.2. Классификация промывочных жидкостей.

 

           Классификации облегчают выбор промывочной жидкости при бурении. При этом определяющим моментом должны служить характерные признаки раствора и условия его применения. Единой приемлемой во всех отношениях классификации промывочных жидкостей нет. Сложность заключается в том, что некоторые промывочные жидкости представляют собой дисперсные системы уже в исходном виде, другие можно относить к дисперсным системам лишь после циркуляции в скважине. Дисперсная фаза таких жидкостей представлена частицами разбуриваемых горных пород. Причем в ряде случаев стремятся увеличить содержание этой твердой фазы и ее дисперсность для получения промывочной жидкости с другими свойствами.

           В промывочных жидкостях, которые уже в исходном виде представляют собой дисперсные системы, в процессе бурения изменяется состав дисперсной фазы. Нередко это изменение происходит не столько за счет увеличения количества компонентов, сколько вследствие активного физико-химического воздействия поступающих в жидкость частиц с дисперсионной средой. Для поддержания качества промывочной жидкости в нее добавляют так называемые химические реагенты, в дисперсной системе появляются новые компоненты.

         В практике разведочного бурения в качестве исходных промывочных жидкостей используются:

1) вода;

2) водные растворы;

3) водные дисперсные системы на основе:

– добываемой твердой фазы (глинистые, меловые, сапропелевые, комбинированные растворы);

– жидкой дисперсной фазы (эмульсии);

– конденсированной твердой фазы;

– выбуренных горных пород (естественные промывочные жидкости);

4) дисперсные системы на углеводородной основе;

5) сжатый воздух.

         В исключительных условиях для промывки скважин используются углеводородные жидкости (дизельное топливо, нефть);

        Все дисперсные системы с твердой фазой могут быть с малым (до 7%), нормальным (до 20 – 22%) и повышенным содержанием (более 20 – 22%) твердой фазы.

        Промывочные жидкости в определенных условиях искусственно насыщаются воздухом и переходят в категорию аэрированных. В воде и водных растворах воздух в зависимости от его Содержания может выступать в качестве дисперсной фазы или дисперсионной среды. В последнем случае промывочные жидкости называют пенами.

        Промывочные жидкости с водной средой делятся по степени и составу минерализации. По степени минерализации промывочные жидкости могут быть:

1) слабоминерализованными (менее 3%),

2) среднеминерализованными (3 – 10%),

3) высокоминерализованными (более 10%).

        По составу минерализации они классифицируются в соответствии с названием соли, содержание которой является наибольшим – хлорнатриевая, хлоркальциевая, силикатная и т. д. Промывочные жидкости могут быть устойчивыми к действию солей и неустойчивыми. В первом случае их называют солеустойчивыми.

        По особенностям поведения в условиях повышенных забойных температур промывочные жидкости делятся на термоустойчивые и термонеустойчивые. Они могут быть термосолеустойчивыми.

        Все промывочные жидкости делятся на обработанные химическими реагентами и необработанные.

        По назначению промывочные жидкости подразделяются на:

1) жидкости для нормальных геологических условий бурения (вода, некоторые водные растворы, нормальные глинистые растворы);

2) жидкости для осложненных геологических условий бурения.

По основному эффекту, достигаемому химической обработкой, промывочные жидкости для осложненных условий бурения можно подразделить на ингибированные, в которых структурообразование приостановлено на определенном уровне; солестойкие; термостойкие.

     По способу приготовления промывочные жидкости бывают:

1) естественные;

2) искусственно приготовленные.

      К первым относятся вода, углеводородные жидкости и промывочные жидкости, получаемые в процессе бурения за счет постепенного образования дисперсной фазы из разбуриваемых пород, ко вторым – все остальные.

 

2. Основные показатели параметров промывочной жидкости, приборы для их контроля, функции, выполняемые в процессе бурения.

      Бурение скважин  ведется в разных геолого-технических  условиях и для успешной их проходки применяются разнообразные по составу и качеству  промывочные жидкости.                         Для контроля  качества промывочных жидкостей  применяется целый ряд технологических параметров.

     Для каждого технологического интервала (пласта, горизонта, свиты) должны быть выбраны и обоснованы (регламентированные) свойства (параметры) промывочной жидкостию:

 

Плотность бурового раствора, - отношение массы бурового раствора к его объему. Различают кажущуюся и истинную плотности. Первая характеризует раствор, содержащий газообразную фазу, вторая - раствор без газовой фазы.

   Для измерения  плотности могут быть использованы: -весы рычажные - плотномер;

-ареометр;

-пикнометр.

       Условная  вязкость - величина, определяемая временем истечения из стандартной воронки определенного объема бурового раствора. Условная вязкость косвенно характеризует гидравлическое сопротивление течению, т.е. подвижность бурового раствора.

      Для измерения  условной вязкости используется вискозиметр  ВБР-1, который состоит из мерной кружки и воронки.

     Статическое напряжение сдвига - величина, определяемая минимальным касательным напряжением сдвига, при котором начинается разрушение структуры в покоящемся буровом растворе. СНС характеризует прочность тиксотропной структуры и интенсивность упрочнения во времени.

      Для измерения  СНС могут быть использованы:

-прибор СНС-3;

-ротационный вискозиметр  ВСН-3.

      Динамическое  напряжение сдвига,- величина, косвенно характеризующая прочностное сопротивление бурового раствора течению.

     Эффективная вязкость - величина, косвенно характеризующая вязкостное сопротивление бурового раствора при определенной скорости сдвига.

     Пластическая  вязкость - условная величина, показывающая долю эффективной вязкости, которая возникает вследствие структурообразования в потоке бурового раствора.

     Для измерений  показателей, позволяющих получить величины этих параметров, используется ротационный вискозиметр ВСН-3.

      Показатель  фильтрации - величина, определяемая объемом дисперсионной среды, отфильтрованной за определенное время при пропускании бурового раствора через бумажный фильтр ограниченной площади. Показатель фильтрации косвенно характеризует способность бурового раствора отфильтровываться через стенки ствола скважины.

     Для измерения  показателя фильтрации могут быть использованы:

-фильтр-пресс   ФЛР-1

-прибор ВМ-6

-прибор ВГ-1М.

       Концентрация посторонних твердых примесей - величина, определяемая отношением количества всех грубодисперсных частиц независимо от их происхождения к общему количеству бурового раствора. Характеризует степень загрязнения бурового раствора.

 

      Для определения  концентрации посторонних твердых  примесей используется металлический  отстойник ОМ-2

   Толщина фильтрационной корки измеряется линейкой.

    Порядок работы:

-после определения  показателя фильтрации вынуть из прибора  фильтр с коркой, смыть с нее верхнюю рыхлую часть  слабой струёй воды и поместить корку  на ровную пластинку;