Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 [ 93 ] 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182

системе скважина - пласт позволяет минимизировать поглощения. Кроме того, необходимо создать определенное противодавление на пласт и кольматацию стенок в целях предотвращения их обрушения. Промывочная жидкость должна обладать следующими основными свойствами:

обеспечивать достаточно надежную кольматацию горизонта в процессе бурения для снижения фильтрационного расхода и повышения устойчивости стенок скважин;

не препятствовать быстрой и эффективной декольматации водоносного горизонта с целью получения достоверной геолого-гидрогеологической информации, позволяющей четко прогнозировать количество и качество отбираемого из скважины продуктивного раствора;

содержать минимальное количество твердой фазы для уменьшения абразивного износа инструмента и улучшения буримости пород;

обладать хорошими несущими свойствами для обеспечения эффективности выноса шлама с забоя и уменьшения осложнений в виде прихватов бурового инструмента;

быть нетоксичной, экологически безопасной, дешевой и доступной для широкого применения.

Для проходки стволов скважин в условиях низких пластовых давлений в качестве базового очистного агента могут быть рекомендованы пены, а при повышенных - промывочные жидкости на полимерной основе.

6.2.1. ПЕНЫ И ГАЗОЖИДКОСТНЫЕ СМЕСИ

Бурение скважин в разрушенных и трещиноватых скальных породах связано со значительными сложностями:

большие поглощения промывочной жидкости (вплоть до катастрофических) и связанные с этим значительные затраты на дополнительную доставку воды, химических реагентов, приготовление буровых растворов, проведение тампонажных работ, установку обсадных колонн и т.д.;

размыв промывочной жидкостью слабых разностей пород, что затрудняет получение кондиционного выхода керна и ухудшает достоверность геологической информации;

возникновение в процессе бурения скважин осложнений, связанных с размывом стенок скважин, кавернообразова-нием, накоплением на забое шлама, прихватами бурового снаряда и др.

Как показала практика работ, эти осложнения можно предотвратить применением в качестве циркулирующей среды газожид-

костных смесей (ГЖС), обладающих целым рядом преимуществ по сравнению с промывочными жидкостями:

значительно уменьшаются (вплоть до полной ликвидации) поглощения и связанные с этим затраты;

сокращаются загрязнение и кольматация водоносных горизонтов, что упрощает освоение скважин и повышает их дебиты;

уменьшаются загрязнение, размывание и растворение керна циркулирующим агентом;

устраняются размыв стенок скважин, образование каверн;

упрощаются конструкции скважин;

улучшается вынос шлама, сокращается аварийность, повышаются механическая скорость бурения и проходка на породораз-рушающий инструмент.

Характеристика газожидкостных смесей

ГЖС являются дисперсными системами, состоящими из двух компонентов: газообразного и жидкого. В качестве газообразного в основном используется воздух, а жидкий компонент, как правило, представляет собой смесь воды и различных химических реагентов (поверхностно-активные вещества, ингибиторы, стабилизаторы и др.).

Одним из параметров, характеризующих качество ГЖС, является степень аэрации а, отражающая соотношение расходов газообразного Ов и жидкого Ож компонентов:

а = Ов/Ож.

По этому критерию все ГЖС можно разделить на три основные вида:

туманы - двухкомпонентные системы, состоящие из воздуха (дисперсионная среда), в котором взвешены жидкие частицы с радиусом 3-10 мкм (дисперсная фаза). Плотность системы 0,018-0,12 г/см3, а = 2503000;

пены - ячеисто-пленочные многокомпонентные дисперсные системы, состоящие из жидкости (дисперсионная среда) и пузырьков воздуха (дисперсная фаза). Плотность системы 0,030,12 г/см3, а = 50250;

аэрированные жидкости - многокомпонентные низкоконцентрированные дисперсные системы, состоящие из жидкости (дисперсионная среда) и пузырьков воздуха (дисперсная фаза). Плотность системы 0,12-0,7 г/см3, а = 550.

Из перечисленных трех видов ГЖС наибольший интерес вызывают пены, объединяющие положительные качества как туманов, так и аэрированных жидкостей и обладающие по сравнению

с ними рядом преимуществ, что подтверждается накопленным в различных организациях отрасли опытом применения пен в качестве циркулирующей среды при бурении скважин разного назначения.

Основные требования к йенам

Пены как циркулирующая среда при бурении и освоении скважин в сложных геологических условиях должны обладать: хорошей пенообразующей способностью; необходимой степенью аэрации;

достаточной стабильностью, устойчивостью к воздействию различных внешних факторов в процессе циркуляции по скважине (характер бурового шлама, качество пластовых вод, режимы бурения и др.);

необходимой устойчивой вязкостью;

способностью эффективно выносить из скважины буровой шлам (несущая способность);

достаточной механической прочностью;

определенной кольматирующей способностью;

способностью быстрого и полного гашения (разрушения) на выходе из скважины, т.е. выделения воздуха и очистки от шлама для повторного использования при работе по замкнутому циклу;

нетоксичностью и экологической безопасностью.

Основные свойства нен

При приготовлении пен в качестве жидкости используют воду, а также различные суспензии и эмульсии, через которые пропускается сжатый воздух. В указанные жидкости добавляются поверхностно-активные вещества (ПАВ) - пенообразователи, в результате чего пены из свободнодисперсных систем, когда происходит оседание или слияние дисперсной фазы, превращаются в связнодисперсные (структурированные): между частичками дисперсной фазы, а также пузырьками воздуха устанавливаются молекулярные связи и образуются пространственные структуры, обладающие определенной прочностью, упругостью, пластичностью и вязкостью, что приближает их к твердым телам в отличие от туманов (которые ближе к газам) и аэрированных растворов (которые ближе к жидкостям). Это придает пенам как циркулирующей среде целый ряд положительных свойств.

Вязкость. Пены имеют достаточно высокую вязкость благодаря наличию в них молекулярных сил сцепления, превращающих ГЖС в вязкопластичные системы. Вязкость пены зависит