Газожидкостные консистенции
Газожидкостные консистенции (ГЖС)
К газожидкостынм консистенциям относятся:
— пены;
— аэрированные промывочные воды (АПЖ).
Аэрация — это процесс насыщения воды воздухом, пореже другими газами. При всем этом газообразная фаза рассматривается как дисперсная, а водянистая – как непрерывная дисперсионная среда.
Объемное соотношение газообразной (Vg) и водянистой (Vv) фаз именуется степенью аэрации (Ка)
Ka = Vg / Vv.
Для аэрированных промывочных жидкостей Ka<60, для пен Rf=60-300.
Методы изготовления аэрированных промывочных жидкостей и пен:
1. Механический метод обеспечивает аэрацию воды при помощи компрессорных установок и особых устройств — аэраторов (пеногенераторов).
2. Эжекционный метод. При всем этом методе жидкость аэрируется методом засасывания воздуха из атмосферы при помощи особых эжекторных смесителей.
3. Хим метод обеспечивает вспенивание (аэрацию) воды при обработке ее ПАВ – пенообразователями и смешивании.
4. Комбинированный метод соединяет механический (эжекционный) и хим методы аэрации.
Комбинированный метод аэрации является самым всераспространенным и действенным, потому что в присутствии ПАВ-пенообразователей значительно улучшаются условия диспергирования газа и увеличивается стабильность (устойчивость) всей дисперсной системы.
Более высшую пенообразующую способность имеют анионоактивные ПАВ, а именно, сульфонол, прогресс.
Рациональные добавки ПАВ-пенообразователей составляют 0,1-0,4 % к объему водянистой фазы.
С экологических позиций нужно использовать на биологическом уровне нестойкие ПАВ, стремительно разлагающиеся под воздействием солнца и микробов (сульфонол НП-3, хлористый сульфонол и др).
Главным отличительным свойством АПЖ и пен является их низкая плотность. При атмосферном давлении плотность АПЖ может составлять 100-1000 кг/м3, пен 50-100 кг/м3.
Низкая плотность АПЖ и пен обусловливает целый ряд преимуществ их перед буровыми смесями:
— вследствие понижения давления на забой скважины растут механическая скорость бурения и проходка на долото;
— возникает возможность бурения в зонах АНПД (Ка = 0,3-0,8 для АПЖ; Ка<0,3 для пен), всасывающих буровой раствор;
— миниатюризируется вредное воздействие на продуктивные горизонты с низким пластовым давлением.
Другими различительными особенностями, присущими, приемущественно, пенам, являются:
— Улучшение критерий чистки забоя скважины от шлама в итоге флотационного эффекта, заключающегося в возможности частиц выбуренной породы прилипать к воздушным пузырькам и выноситься ими в затрубное место.
— Высочайшая несущая способность потока, которая у пен в 7-8 раз выше, чем у воды.
— Низкая теплопроводимость, что очень принципиально при бурении скважин в ММП (слой пены, контактирующий с ММП, стремительно леденеет и препятствует обрушению стен скважин).
— Возможность регулирования многофункциональных параметров в широком спектре методом конфигурации степени аэрации и состава пен.
Недочетами АПЖ и пен являются:
— Сложность изготовления (требуется дополнительное оборудование: компрессор, аэратор — пеногенератор, дозатор ПАВ, оборотный клапан в ведущей трубе, особая обвязка и др.).
— Сложность закачивания в скважину, потому что ГЖС плотностью наименее 500 кг/м3 могут подаваться в скважину только при одновременной работе насоса и компрессора с установкой на нагнетательных клапанах бурового насоса дожимного устройства (бустера).
— Сложность чистки от шлама на поверхности, потому что для этого пену нужно повредить.
— Завышенный коррозионный износ бурильных труб и другого оборудования вследствие окислительного деяния газообразной среды.