Главная -> Словарь

Глинистых растворов

На участке широтного течения р. Оби и центральной части Западно-Сибирской низменности в неокоме, а также в верхнемеловых отложениях большей части территории низменности развиты глинистые минералы, содержащие 5—10% песчано-алевритовой примеси. В составе глинистых минералов наибольшим развитием пользуются гидрослюды, в меньшей степени каолинит, монтмориллонит, хлорит и смешанослойные генетические сростки.

Вторым важным свойством коллекторов является их фильтрационная способность, определяемая проницаемостью. Проницаемость — это способность породы пропускать через себя жидкость и газ. Абсолютно непроницаемых пород нет. Практически непроницаемыми можно считать такие породы, которые при существующей в верхней части земной коры перепадах давления не пропускают через себя флюиды. Так, глины обладают нередко значительной пористостью, достигающей более 50%, но поскольку они состоят из комплекса глинистых минералов пластинчатого строения и плотно прилегают друг к другу, изолируя поры, движение воды, нефти и газа по ним чрезвычайно затруднено. Вот почему проницаемость глин ничтожно мала, и они являются барьерами на пути движения нефти.

Иной источник создания напора в элизионной водонапорной системе «Элизио» по-гречески означает выжимаю. Некоторые осадки, особенно глины, при уплотнении уменьшаются в объеме и отдают, выжимают из себя излишнюю воду, которая поступает в менее уплотняющиеся породы, такие как песчаники и известняки. Процесс уплотнения глин определяется особенностью строения глинистых минералов. Мы уже упоминали о том, что глинистые минералы имеют пластинчатое строение, между пластинками всегда имеется вода, заполняющая поры.

В свежих илах, где минералы расположены хаотично, содержание воды очень велико. Когда отбирали для изучения пробы илов в разных водоемах, в Черном и Каспийском морях, в Цюрихском озере, то обнаружили, что в них содержится до 90% воды. По мере уплотнения в результате того, что илы перекрываются новыми осадками и они превращаются в породы, ориентировка глинистых минералов изменяется. Под нагрузкой вышележащих толщ глинистые минералы стремятся занять горизонтальное положение и плотно прилегают друг к другу. Но при этом объем пор между минералами сокращается, часть воды выжимается сначала в морской водоем, а по мере погружения осадков на все большую глубину в другие породы и прежде всего в те, которые уплотняются меньше, т. е. в песчаники и кавернозные или трещиноватые известняки. Отмечено, что уже на глубине 3 км глина теряет большую'часть своей воды и ее содержание не превышает 10%. Что же происходит с выжатой водой в коллекторах?

Наиболее распространенным типом осадочных пород служат глины. На долю их приходится в среднем около 50% всех осадочных пород. Глины — это тонкозернистые горные породы, состоящие из алюмосиликатов, т. е. из солей кремневых кислот со значительным участием окиси алюминия. Известно несколько кремневых кислот, а в составе их солей присутствуют кроме алюминия и другие металлы. Поэтому существует много типов глин. Они выделяются в зависимости от состава кремневых кислот и содержащихся в их солях металлов. В составе глинистых минералов присутствует также вода. В качестве примера глин можно привести минерал каолинит. Его формула Al2Si207-2Н20.

Чистые глинистые минералы, как каолинит, встречаются редко. Обычно глины представляют собой смесь глинистых минералов.

Каждый из перечисленных основных типов осадочных пород редко встречается в чистом виде. Обычно в глинах наблюдается примесь песка и карбонатов. В песчаных породах встречается примесь глинистых минералов. Карбонатные породы также могут содержать примесь песка и глин. Известны глинистые пески, содержащие большую примесь глины, а также мергели, представляющие собой смесь глины и карбоната.

Пока условия отложения и накопления осадков остаются неизменными, отлагающийся пласт сохраняет свою однородность.' Когда эти условия становятся другими, изменяются состав и свойства осадка. Начинает отлагаться другой пласт. Вместо глины начинает отлагаться песок, или один вид глины сменяется другим, появляется та или иная примесь других глинистых минералов, примесь песка и т. п.

Снижение проницаемости для воды при фильтрации во.", различной минерализации во многсм определяется поведением глинистых минералов цемента коллекторов, которые сразу реагируют на эти изменения» Большое значение при птом ииеет набухаемоотъ, глг'погого материала, приводящая к сужению оечейия фильтрующих каналов.' Выоокеш дисперсность и значительная удельная поверхность глинистых чгштиц усиливает обменные реакции, что ЯЬзывает дезагрегацию и отрыв глинистых минералов от обломоч;шх зерен при взаимодействии о водой. Вовлечение в поток глинистых минералов чоотичко за-йупоривает сечения фильтрующих каналов;' ч

Нахолотение точки перехода от моноолойноотн к по-чиолойно-оти дает возможность рассчитать величию? Гшкс, отвечающую плотнейшей упаковке молекул в мономолекуляр- -ном слое адоорбтива. Знание этой величины и размеров молекулы дает возможность рассчитать удельную поверхность пористых адсорбентов , что имеет весьма важное практическое значение:

Химический состав и структура бентонитовых и глауконитовой глин Башкортостана в целом не отличается от состава используемых в промышленности глинистых минералов данных структурных типов. Все исследованные глины являются типичными гидратированными силикатами алюминия. Некоторые отличия в химическом составе бентонитовых и глауконитовых глин определяются их принадлежностью к различным структурным типам. Глауконит в основном состоит из оксида кремния - 94,31$, в бентонитах оксида кремния - от 46,2 до 66,0$, в них также значительное количество оксида алюминия: до 18,0$, в глауконите оксида алюминия до 4,0$. Оксида железа в глауконите тоже немного - до 3,0$, в белом бентоните его 1,1-1,7$, в красном значительно больше , что и обуславливает его цвет. Кроме того, в этих глинах содержатся небольшие количества оксидов Ate, К, Me, а также тяжелые металлы.

Механические примеси. Кроме указанных выше особенностей компонентного состава нефтяных остатков весьма важный показатель — наличие в них мелкодисперсных твердых включений, характеризующихся обычно как механические примеси. В нефтяных остатках, как известно, концентрируются все твердые вещества, попадающие в нефть при ее добыче , при транспортировке и хранении и при переработке . Эти примеси имеют широкий спектр размеров частиц. Общие представления об их количестве и дисперсности дают рис. 1.4 и табл. 1.7.

Статическое напряжение сдвига . Этот показатель характеризует степень движения суспензий комплекса и карбамида в жидкой фазе в липкость частиц друг к Другу и к поверхности металла. Его измеряют усилием, необходимым для смещения груза определенного веса . Поскольку СНС определяют на аппарате, предназначенном для оценки глинистых растворов, была разработана специальная методика для замера СНС суспензией. Для анализа берут отстоявшуюся в течение 10 мин твердую фазу, содержащую 60-70/5 жидкой фазы. В момент разрыва структуры исследуемого продукта СНС равно величине внешнего сдвигающего усилия. Особенно высокое ШС суспензии комшгекса или карбамида в нефтепродукте наблюдается в присутствии воды.' Результаты анализов образцов суспензий с промышленной установкудёпарафинизации дизельного топлива кристаллическим карбамидом показали, что вязкость суспензии комплекса в процессе работа изменяется в пределах 0,96-1,2° ВУ, СНС-от 12 до 44 м2/см2 и размеры частиц твердой фазы от 0,02 до 0,20 мм.

2) механизация очистки глинистых растворов на гидроциклонных установках. Гидроциклоны как обогатительные аппараты весьма высокопроизводительны, требуют мало места для установки, просты в обращении и дают высокое качество регенерации. В настоящее время с помощью гидроциклонов очищается более 30% общего объема глинистых растворов.

В последние годы для улучшения технологии бурения скважин и для увеличения притока нефти к скважине начинают применять поверхностно активные вещества. Прибавка этих веществ при бурении скважин улучшает качество глинистых „ „ „ растворов, сохраняет ес-

В СИ эта единица измеряется в Па"1. Величина, обратная коэффициенту сжимаемости, называется модулем упругости. Коэффициент сжимаемости и модуль упругости изменяются в зависимости от давления и температуры. Для нефтепродуктов в среднем коэффициент сжимаемости равен 7,4ЫО~10 м2/Н, для глинистых растворов 4,0-10"10 м2 Н. Поскольку сжимаемость капельных жидкостей сравнительно невелика, ее влиянием при гидравлических расчетах обычно пренебрегают, кроме тех случаев, когда это имеет существенное значение, например при гидравлических ударах.

Гуминовые кислоты торфа и бурых углей широко используются в народном хозяйстве. Они способны разлагать трудноусвояемые растениями минеральные соли и превращать их в легкоусвояемую форму. Кроме того, гуминовые кислоты укрепляют структуру почвы, улучшая ее обменную способность и влагоемкость. Их слабо концентрированные растворы стимулируют рост растений. Ввиду этого гуминовые кислоты используются в качестве дешевых и эффективных удобрений. Они предохраняют глинистые частицы от осаждающего действия электролитов и служат в качестве стабилизаторов глинистых растворов при бурении нефтяных скважин. Благодаря наличию активных групп и сильноразвитой поверхности эти кислоты — очень хорошие сорбенты, они используются для смягчения воды в паровых котлах. В известных дозах они действуют антисептически и применяются для лечения кожных болезней животных. Щелочные вытяжки гуминовых кислот являются дешевыми и доступными природными красителями, которые используются для окраски картона и упаковочной бумаги.

Регенерированные гуминовые кислоты из естественно окисленных каменных углей можно использовать при производстве свинцовых аккумуляторов. Технология их получения проще, чем для торфяных гуминовых кислот, из-за отсутствия гемицеллюлозы и пектиновых веществ в каменных углях, а качество — выше. Гуминовые кислоты из выветрившихся каменных углей можно использовать для стабилизации глинистых растворов и для других целей, когда используются гуминовые кислоты торфа и бурых углей. Целесообразно использование выветрившихся каменных углей и для получения полициклических ароматических и жирных кислот.

Помимо микроэлементов в нефтяных системах содержатся мелкодисперсные твердые частицы механических примесей. Они попадают в нефть при ее добыче , транспорте, хранении и переработке .

Реологическая модель вязкоплястичной жидкости, полученная Ф.Н.Швсдовым и Ьингямом , может быть записана в виде

Электрокинетические явления играют важную роль в процессе •приготовления качественных буровых растворов, при струн ту-рообразовании и стабилизации обработкой химическими реагента-* ми, при фильтрации в проницаемые пласты. Так, методом электрофореза, например, понижают вязкость обычных и утяжеленных глинистых растворов. Электроосмос применяют для пропитки пород соответствующими растворами с целью оздания искусственной смазки из разжиженного грунта для ликвидации прихватов бурового инструмента.

Под влиянием электрического тока меняется ха!актер взаимодействия глинистых частиц о добавками стабилизаторов и других веществ, что отражается на изменении свойств глинистых растворов, на изменении свойств дементных растворов.