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

также от вида и концентрации ПАВ в растворе, степени аэрации, наличия различных добавок (реагенты-стабилизаторы, понизители жесткости и др.).

Вязкость пен можно регулировать в довольно широких пределах, что крайне важно при бурении скважин в интервалах интенсивных поглощений.

Несущая способность. Пены обладают хорошей несущей способностью, чему способствуют:

наличие в системе достаточно прочных молекулярных связей, объединяющих частицы шлама и пузырьки воздуха в общую структурированную систему (эффект флотации шлама);

наличие в системе адсорбционных связей;

высокая вязкость и стабильность;

гидродинамические силы потока пен;

структурно-механические свойства, способствующие длительному сохранению потенциальной энергии сжатого воздуха, когда движение потока пен продолжается какое-то время и после отключения циркуляции, а частицы шлама удерживаются во взвешенном состоянии при остановках циркуляции. Поэтому пены являются достаточно эффективным средством очистки скважины от шлама и предупреждения прихватов бурового снаряда.

Плотность. Малая плотность пен обеспечивает значительное уменьшение гидростатического давления в скважине, что создает благоприятные условия как для эффективного разрушения пород, так и для качественного освоения водоносных горизонтов:

не происходит уплотнение шлама на забое;

резко снижается поступление в продуктивный пласт бурового шлама и других закупоривающих материалов, тем самым сохраняются естественные коллекторские свойства пород водоносных горизонтов.

Кроме того, значительно снижается поглощение промывочного агента в порово-трещиноватых интервалах.

Фильтрационный расход. Вышеперечисленные свойства пен позволяют значительно снизить их поглощение (фильтрационный расход) вплоть до полной его ликвидации. Этому же способствуют и определенные кольматирующие свойства пен за счет образования на стенках скважин, а также в порах и трещинах адсорбционных пленок, препятствующих непосредственному контакту жидкости с породой. Все это позволяет значительно сократить затраты на дополнительные приготовления и обработку очистного агента.

Водоотдача. Этот параметр очень незначителен в связи с малой плотностью пен, наличием в них молекулярных связей и практически не влияет на процесс бурения.

Назначение и характеристика ПАВ

ПАВ являются одним из основных компонентов, определяющих свойства пен.

Основные требования к ПАВ:

хорошая растворимость в воде, в том числе жесткой;

способность образовывать стабильную и устойчивую пену;

высокая активность (содержание достаточного количества активного вещества);

малая стоимость, недефицитность, нетоксичность и экологическая безопасность.

Назначение ПАВ:

стабилизация дисперсии газа в воде;

придание пенам необходимых структурно-механических свойств: вязкости, упругости, пластичности, прочности и устойчивости. Это достигается благодаря способности ПАВ адсорбироваться на поверхностях раздела фаз (вода - пузырьки воздуха, вода - частицы породы) с понижением поверхностного натяжения и образованием молекулярных связей внутри пен;

придание пенам моющих свойств, в результате чего они приобретают способность хорошо отмывать и удалять со стенок скважин остатки глинистой корки, ила и шлама (декольмати-рующие свойства пен);

придание пенам смазывающих свойств за счет способности адсорбироваться на стенках скважин, обсадных труб, буровом снаряде, что значительно улучшает условия его работы в скважине;

содействие снижению прочностных свойств пород за счет способности адсорбироваться на стенках микропор и микротрещин пород, образуя на их поверхностях адсорбционные пленки, препятствующие смыканию трещин.

Это позволяет увеличивать механические скорости бурения в твердых и крепких породах до 4-5 раз.

Характеристика ПАВ. По указанным свойствам ПАВ подразделяются на анионактивные, катионактивные и неионогенные в зависимости от того, какими частицами обусловливается их активность.

Как показывает практика, наиболее эффективными являются анионактивные и неионогенные ПАВ - сульфаты, сульфонаты, сульфонолы, мыла, пенол, ОП-1, ОП-7, ОП-10, привацел и другие, которые обеспечивают более высокую пенообразующую способность, механическую прочность и стабильность пен, их моющие свойства и др.

Кроме того, для повышения качества пен в них могут добав-

Паста ДНС-А (ТУ 6-14-113-75) ДР-РАС Сульфонат

Сульфонол

(Ту 6-01-1001-75)

Сульфонол НП-3

Сульфонол

ОП-10

Синтанол АЦСЭ-12 (ТУ 6-14-19-473-83) Пенол

(ТУ 38-4.01109-83)

Пенообразователь ПО-6К Моноэтаноламиды СЖК

Внешний вид

Желтая паста

Вязкая коричневая масса Чешуйки (или расплав)

белого и светло-желтого цвета

Белый или светло-желтый порошок Кремовый или светло-желтый порошок Густая однородная жидкость

Светло-желтая (до коричневого) паста Белая или желтоватая паста

Вязкая коричневая жидкость

Темно-коричневая жидкость

Светлая воскообразная масса

Содержание активного вещества в продукте, % (по массе)

45 90

80 30 40-45 99 99 50 34 85

ляться, кроме ПАВ, и другие реагенты, что особенно важно при бурении в сложных геологических условиях, когда к ГЖС предъявляются более жесткие требования:

стабилизаторы пен - гипан, КМЦ, ПАА, поливиниловый спирт и др.;

понизители жесткости (в случае приготовления ГЖС на жесткой воде) - кальцинированная сода, триполифосфат натрия и др.

Концентрация таких добавок в пенах - до 1,0 %.

Характеристика ПАВ, рекомендуемых к применению, приведена в табл. 6.1.

Рецептуру пенообразующего раствора выбирают в соответствии с характером разбуриваемых пород и гидрогеологическими условиями в скважине. В среднем концентрация ПАВ в растворе поддерживается в пределах 0,2-0,4 % (по активному веществу). При наличии водопроявлений она увеличивается до 0,6 %.

Необходимое количество ПАВ в зависимости от содержания в нем активного вещества для приготовления 1 м3 раствора заданной концентрации приведено в табл. 6.2.

Геолого-гидрогеологические условия применения пен. Пены благодаря особым специфическим свойствам находят широкое применение в самых различных геолого-гидрогеологических условиях.