Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Количество глины для приготовления бурового раствора зависит от ее качества, которое определяется показа­телем выход раствора (в м3):

т^-л,), (81)

{рб. р рв)рг

где тпг — масса глины, тг=1000 кг; рг — плотность гли­ны, />г=2300ч-2600 кг/м3; рв — плотность воды, /9В=1000 кг/м3; />б. р — плотность бурового раствора, кг/м3.

Глинопорошки для бурения должны отвечать показателям, приведенным в табл. 8.1.

Применительно к комовым глинам основной показатель, по которому осуществляется оценка качества глиноматериала, — это коллоидность, характеризующая количество глины, необ­ходимое для приготовления единицы объема глинистого рас­твора с условной вязкостью 25-30 с. В табл. 8.2 приводят­ся показатели, характеризующие качество глины плотностью 2500 кг/м3.

Таблица 8.1

Сорт II
Показатели
I	III	IV
высшим

TOC o "1-5" h z Выход бурового раствора из 15 12 9 6 <6

00 кг глинопорошка, м3

«оздость бурового раствора, 1043 1054 1073 1100 >1100

Кг/Мз

П

^^кность, не более 6-8 б^8 6-8 6’8 6"8

Степень кол — лоидности глины	Плотность глинистого раствора, кг/м3	Объем глины для получения 1 м3 раствора, м3	Масса глины, требуемой для приготовления 1 м3 раствора, кг	Вых°Д глщГ" стого раствор из 1000 Кг ГЛИНЫ, мз
Высококол­
лоидная	1040-1060	0,03-0,04	70-100	15-Ю
Коллоидная	1060-1150	0,04-1,10	100-250	10-4
Среднекол­
лоидная	1150-1300	0,10-0,20	250-500	4-2
Малокол­
лоидная	1300-1400	0,20-0,27	500-675	2-1,5
Тяжелая	1400-1500	0,27-0,33	675-825	1,5-1,2

Масса глины (без учета влажности), необходимая для цри. готовления требуемого количества глинистого раствора (в кг) определяется по формуле

тг = РгЦр(Р^-Р->) {щ

(Рг — Рв) 1

где Уь. р — объем бурового раствора.

Масса глины (без учета влажности), необходимая для приго­товления 1 м3 бурового раствора (в кг), определяется по формуле

(8.2) при Уб. Р=1 м3.

Масса глины для приготовления 1 м3 бурового раствора (в кг) с учетом влажности

_ _______ Рг{Рб р — Рв)Уб. р_____ /о п

г (рс-ръ)(1-]¥+ УрТ1Ъ~3У

где ¥ —влажность глины, доли единицы. Для инженерных рас­четов принимается =0,05—0,1 —

Масса воды (в кг), необходимая для приготовления 1 м3 бу­рового раствора,

РвУб.^Рт

Рб. р)

П1

{рт Рв)

Пример 8.1. Определить массу глины (без учета и с уче’ том влажности И7=0,1) и воды, которые потребуются приготовления Уб. р=1 м3 глинистого раствора плотность® /9=1240 кг/м3, если плотность глины /?г=2100 кг/м3.

Решение. По формуле (8.2) определяем массу глины приготовления У6.р=1 м3 глинистого раствора

2100(1240 — 1000)

тг =

-=458 кг.

£ учетом влажности по формуле (8.3)

2100(1240 — 1000) -0-75 ° гг

(2100 — 1000)(1 — 0,1 + 0,1 • 2100 • Ю-з)- М’ КГ‘

Дз выражения (8.4)

1000(2100 — 1240)

^ = ;—————— г—- — 728 кг.

№ (2100 — 1000)

Концентрация глины (содержание глины) в буровом рас­поре (в %) с учетом плотности исходных материалов

Мр6^_- Рв) у ^ ^

Яг р(рГ — Рв) К ’

Пример 8.2. Найти содержание глины (в %) в глинистом растворе, если известно, что его плотность 1260 кг/м3, а плот­ность глины, из которой приготовлен раствор, рг=2100 кг/м3. Решение. По формуле (8.5)

2100(1260— 1000)_____

Аг_ 1260(2100 — 1000) “ ’ °’

Количество глины (в кг), необходимое для внесения в бу­ровой раствор с целью увеличения его концентрации,

(Кт — Кг) . ч

щ 100 — к,’ (8 в)

где Кт — требуемая концентрация раствора.

Пример 8,3. Плотность глинистого раствора 20%-ной кон­центрации /?б. р=1180 кг/м3. Какое количество глины требуется внести в глинистый раствор, чтобы увеличить его концентра­цию до 30 %, если объем бурового раствора У6 р = 1,3- 10_3 м3.

Решение. Количество глинистого раствора тр = 1180 • 1, 3 • Ю“3=1,53 кг.

По-формуле (8.6)

Плотность приготовленного бурового раствора задан­ий концентрации (в кг/м3)

TOC o "1-5" h z ^б-р — Кг(рг — рв) ръ — (8.7)

Необходимый объем глины (в м3)

К = у £6*^ (

Рг — Рв Объем воды (в м3)

8 = ^.р — Уг. (8.9)

Пример 8.4. Необходимо приготовить У6л_, =1-10“3 м3 глин с того раствора для лабораторных целей из бентонитовой гдц^.’ и пресной воды. Определить плотность раствора и необходим 1 количество каждого компонента, если содержание глины пд0те ностью рг=2500 кг/м3 в растворе А’г=15 %.

Решение. По формуле (8.7) определяем плотность пригото вленного раствора:

рб. р =0,15(2500-1000)+1000=1225 кг/м3.

Объем глины по формуле (8.8)

Уг = 1 • « 15 • 10-5 м3 (или 150 см3),

2500 — 1000 v ‘

что составляет

тг=15-10-5-2500=0,375 кг.

Объем воды по формуле (8.9)

Ув = 1 ■ 10_3 — 15 • 10“5 = 85 • 10-5 м3.

Наиболее низкая плотность бурового раствора обеспечивает­ся при использовании бентонитовых глин (рб. Р = 1050+1080 кг/м3). Плотность растворов, приготовляемых из обычных глин, соста­вляет 1150-1250 кг/м3. Для снижения плотности готовят раство­ры на углеводородной основе или добавляют воду. Объем жид­кости, требуемой для снижения плотности раствора р6 р до р’5?, рассчитывают из выражения

У = (8.10)

[рб,р “ Рв)

где У0 — начальный объем бурового раствора, м3; р’б — требу­емая плотность раствора.

Пример 8.5. Требуется снизить плотность раствора от р6р=1500 кг/м3 до = 1300 кг/м3, чтобы предотвратить по­глощение. Рассчитать объемы воды и нефти, необходимые для снижения плотности бурового раствора, если начальный объем раствора Уо=80 м3, а плотность нефти рн=850 кг/м3. Решение. Из уравнения (8.10) объем воды

80(1500 — 1300) =

1300 — 1000 Объем нефти 80(1500 — 1300)

1"" 1300 — 850 — 35-5 м-

Содержание нефти в буровом растворе А’н=35,5/(80+35,5)=30,73 %.

£де большее снижение плотности обеспечивается аэрирова — У1 раствора — вводом в калестве дисперсной фазы воздуха. Количество бУР°вого раствора для бурения скважины

Уб-Р ф Vi Vt’

г VI + ^2 + + АзТ^, (8-И)

объем приемных емкостей буровых насосов (10-ь40 м3); объем циркуляционной желобной системы, = 4 V 7 м ;

3- Аз=2 —коэффициент запаса; У3 —

^__ объем скважины, м ; л3-

„ебуемый объем бурового раствора, необходимый для механи­ческого бурения, м3,

у3 = ПЬ + п2Ь2 + • • • + nnLn, (8.12)

где Li, L2, • • • , Ln — длины интервалов одного диаметра бу­рения, м; п2, … , пп — нормы расхода бурового раствора на проходки, м3, которые приводятся в табл. 8.3 в зависимости от вида обсадной колонны, под которую ведется бурение.

Основное средство повышения плотности бурового раствора более 1400 кг/м3 — применение утяжелителей — инертных порошкообразных материалов.

Утяжелители в зависимости от плотности подразделяются на три группа (табл. 8-4).

1 м3

Количество утяжелителя (кг) для повышения плотности глинистого раствора до заданной величины определяется выражения

ш.

Таблица 8.4 Группа Наименование Плотность, кг/м“   I М алоколлоид — ные глины, мергели, мел,   известняки 2600-2900   II Варит 4480   Г ематит 5300   Магнетит 5300   ИГ Ферромар­ганец, ферро­фосфор, кон­центраты свинцовых   руд и др. 6000-7000   ‘Применение утяжелителей   данной группы ограничено.

Т аб л и ц а 8.3 Вид обсадной Норма расхода   колонны бурового1 раст­   вора, м3/м   Направление 2,76   Кондуктор 2,53   Промежу­   точная 1,0   Хвостовик   (п°Тайная) 0,53   ®Ксплуата-   ^онная 0,32

= (8-13) Оу — />у. р)

где ру И /9у, р —— ПЛОТНОСТЬ соответственно утяжелителя И УТя

В случае применения влажного утяжелителя требуемое количество рассчитывается по формуле ег°

ленного бурового раствора, кг/м3 е’

> применения влаж] рассчитывается по

рвру{ру. р — Рб. р)Уб. р

В‘У рв(ру — Ру. р) — №ру. р(ру — рВ) ‘

Перед утяжелением условная вязкость глинистого раство должна быть не менее 24-25 с; величина СНС — не менее ^ 5 Па, а водоотдача — 10 см3 за 30 мин.

Количество утяжелителя (в кг), необходимое для утяжеления глинистого раствора заданного объема,

т.

у

^б. р(/?у. р Рб. р) 1 — Ру р/Ру

(8.15)

Плотность утяжеленного бурового раствора (в кг/м3) после добавки в исходный объем глинистого раствора заданного коли­чества утяжелителя

_ рб. р + Ру/Уб. р

Ру. р — . /т/ / • (о. Ш

1 ТПу jVЯ р! Ру

Пример 8.6. Определить массу утяжелителя (барита) плот­ностью /0у =4300 кг/м3, необходимое для утяжеления 1 м3 глини­стого раствора плотностью рб р от 1250 до 1500 кг/м3.

Решение. Требуемая масса сухого утяжелителя вычисляет­ся по формуле (8.13)

4300(1500- 1250) „

ту = —— Гол——— ——-=384 кг.

у 4300 — 1500

Пример 8.7. Используя условия и решения примера 8.3, надо определить количество утяжелителя (барита плотностью /оу=4300 кг/м3), которое следует добавить к глинистому рэ£’ твору, чтобы увеличить его плотность до 1500 кг/м3, и объем полученного раствора.

Решение. Объем барита, который необходимо добавить* глинистому раствору,

1 • 10~3(1500 — 1225)

4300 — 1500 — Ь1° М

или гпу = 1 ■ 10~4 • 4300 = 43 • 10_3 кг.

Объем полученного раствора

Vy. p = V6,p + Vy = l — IO"3 + 1 • 10~4 = 1,1 • 10~3 m3.

Пример 8.8. В процессе бурения скважины объем бур°г°
«аствора плотностью />б. р=1270 кг/м3 составлял УВ р=72 м3. /^оЯьКО потРебуется барита /оу=4300 кг/м3, чтобы повысить

0 отяость раствора до 1400 кг/м3.

^решение. Количество барита определяется по формуле

(8,15)

72(1400 — 1270) 100^

4, — ‘———— 1400— * 13867 КГ-

1 4300

Пример 8.9. К объему глинистого раствора Ур = 40 м3 плот­ностью рб, р=1240 кг/м3 было добавлено 6000 кг барита. Какой будет плотность раствора после добавки утяжелителя и насколь — к0 увеличится объем?

Решение. Плотность полученного раствора вычисляем по формуле (8.16)

6000 1240 + ——

ы=————— бооо~=шз кг/м3′

1 +

40 • 4300

Объем раствора увеличится на объем добавляемого барита:

ДУ6.р = 6000/4300 дs 1,4 м3.

Регулирование свойств глинистых растворов базиру­ется на двух основных принципах: изменение физико-химического состояния дисперсной систе­мы, свойств поверхности раздела твердой и жидкой фаз; изменение состава, и концентрации твердой фазы.

Изменение состояния дисперсной системы достигается вводом в глинистый раствор соответствующих химических реагентов, а Регулирование состава и концентрации дисперсной фазы — раз­бавлением водой, механическим удалением части твердой фазы, вводом специальных добавок без изменения физико-химического состояния дисперсной системы.

Для регулирования состояния и свойств глинистых растворов цРйМеняют химические реагенты двух групп по химической при — Р°Де: неорганические реагенты — электролиты и органические Патенты — защитные коллоиды.

Краткая характеристика важнейших реагентов — электроли — Приведена в табл. 8.5. Старейшими органическими реагента — ( «ншютм химические реагенты на основе гуминовых кислот • л — 8.6). Краткие сведения о лигносульфонатных реагентах, ‘ИДированном крахмале МК-1 и других крахмальных реа — а также о некоторых модификациях КМЦ и химических еНтах — производных целлюлозы приведены в табл. 8.6.

Способ ввода в глинистый раствор

Важнейшие недостатки

Реагент

соленые (более 5 °А солей)

Товарный вид реагента

Массовое со­держание ак­тивных ве­ществ в то­варном про­дукте, %

Примерная рабочая кон­центрация ак­тивных ве­ществ и про­мывочной жид­кости или ре­агента, кг/м3

Основное воздействие на необработанные гли­нистые растворы

пресные (до 5 % солей одно­валентных металлов)

Основное наз­начение и особенности применения

Каусти­ ческая сода (едкий натр)

В виде водных раство­ров кон­центра­цией до 10 %

Сильногиг­роскопичес­кая масса плотностью 2,13 г/см3. Поставляется в запаянных стальных ба­рабанах или в виде водного раствора раз­личной плот­ности в сталь­ных бочках

Как самостоя­тельный реа­гент не при­меняется, но широко ис­пользуется как добавка для повышения pH при исполь­зовании многих реагентов (бу­рый уголь, ССБ, крахмал, нит­ролигнин и др.)

Дороговизна, дефицитность, опасность в обращении (ожоги кожи, разъедание одежды)

98 (прока­ленная) , 180 (природ- Ы.&.Я 1-й.

Кальшх — I нмров ан-

ная соаа (тиготностъю -Г / сгм3 %

Белый и се­рый порошок

Переводит ионы двух-

валентных І улучшения металлов I лиспергиро —

Широко приме­няется для

При повышен — (То же ной кон — /или в ххентраиш* /вшге до- Iрезко воз — ІрОІХІКА

	При малых концентра­циях разжи­жение ІГ не-
<20

[кислый 1 натрий)	(трудно рас — / творимый в холодной воде	‘сорт), 79 (при­родная 2-й сорт)
Жидкое	Раствор	30-50	В малоси­
стекло	в воде плот­		ликатных
	ностью		растворах
	1,32-1,5 г/см3		20-50
	или стекло­
	видная мас­
	са (силикат­
	ная глыба)

которое сни­	(Са++ и ^	ваиия глин.,	расхаюх
жение водо­	др.) в не­	снижает вяз­	структурно —
отдачи, при	раство­	кость и СНС	механические
увеличении	римое сос­	глинистого	свойства гли­
концентра­	тояние.	раствора при	нистых рас­
ции резкое	В раство­	разбурива-	творов
загущение	рах солей	нии цемента,
и в дальней­	однова­	гипса или при
шем коагу­	лентных	притоках вод
ляция	металлов	с содержанием
глины в	неэффек­	ионов Са
растворе	тивна	и т. д.
Повышение	Аналогич­	Для приго­	Узкая область	В виде
структурно­	но каль­	товления	применения.	водных
механических	циниро­	специальных	Опасность	раство­
свойств и	ванной	растворов, ‘	в обращении	ров
водоотдачи	соде	малосиликат­ных, повышаю­щих устойчи­вость стенок скважины в глинистых породах, и для осаждения катионов Саи др.

		Массовое со­держание ак­тивных ве­	Примерная рабочая кон­центрация ак­тивных ве­	Основное воздействие на необработанные гли­нистые растворы
Реагент	Товарный вид реагента	ществ в то­варном про­дукте, %	ществ и про­мывочной жид­кости или ре­агента, кг/м3	пресные (до 5 % солей одно­валентных металлов)	соленые (более 5 % солей)	Основное наз­начение и особенности применения	Важнейшие недостатки	Способ ввода в глинистый раствор
Г ексаме- тафосфат натрия (ГМФН и другие фосфаты)	Стекловид­ная масса плотностью 2,5 г/см3	^100	^20-30	Аналопгчно кальциниро­ванной соде, но разжиже­ние более сильное	Аналогично кальциниро­ванной соде	Сравнительно редко при­меняется для тех же це­лей, что и кальциниро­ванная сода	То же, что и кальциниро­ванная сода. Кратко­временность разжижающе­го действия	В виде водных растворов
Гипс	Порошок серова­того цвета, плохо раст­воримый в во­де (1,7-2 %)	^100	3-20 при первичной обработке, 1-2 при по­следующих	Повышение структурно — ме х аническ их свойств и водоотдачи	Аналогично извести для “гипсовых растворов” 1	Как самостоя­тельный реа­гент не при­меняется, но используется как источник ионов кальция 1 при лриготов — 1 лении раство — 1 0013 гипсовых /	Высокая вяз­кость раст­вора при боль­шой концен­тр ащш /	Раство­рением разбурен­ной поро­ды (гипса и ангид­рита^ или 1 в виде 1 горошка /

/Поварен — [Порошок, !ная соль Iкристалличе­ская сыпучая /масса

Применяются концентра­ции от 0 до полного на­сыщения

Эффект воз — Привлекается 1.’Вследствие Кнлпо — действия не-1 в основном. зависимо ста гично для насыщения растворимо — | гипсу промывочной сти от темпе­ жидкости перед ратуры насы­ вскрытием щения солью соленосных по­ на поверхности род во избежа­ не предохраня­ ние образова­ ет полностью ния каверн и от растворения для понижения соли на боль­ температуры ших глубинах. замерзания 2. Концентри­ промывочной рованные раст­ жидкости при воры расплав­ бурении в ляют лед и мерзлых вызывают раз­ породах рушение льдис­тых пород

Повышение структурно­механических свойств и водоотдачи

Краткая характеристика наиболее распространенных химичесь- реагентов *4*

Реагент	Исходные компоненты для полу — нпя реаген — хов	Товарный вид реа­гента, со­держание сухого вещества	Влияние на глинистый раствор и примерная концентрация добавки на первичную обработку	Способ^^ ввода реаген­та в г — ясини — стыаа раствор
	пресный (до 5 % МаС1)	соленый (свыше 5 % №С1)
Углещелоч­ной (УЩР)	Реагент Бурый уголь, КаОН	ы на основе От жид­кого до порошко­образного	гуминовы> Снижает водоотдачу (10-30 %); снижает вязкость у Ыа-глин при от­делении желати­нозных веществ	: кислот Не приме­няется	В твердом или жид­ком состоя­нии
Торфо­ щелочной (ТЩР)	Торф, КаОН		Аналогично УЩР	В виде раствора
Нитрогу- ма-гный (ИГР)	Бурый уголь. НШ3, ЫаОН	Твердое вещество	Снижает вязкость и водоотдачу	В виде раствора
			1-2 %	5-10 %
Сульфиро­ ванный нитрогу- махный (СНГР) Сульфит- спиртовая барда (ССБ)	Бурый уголь, 8%-ная ки­слота НМОз, бисульфит натрия (36%- ный МаОН) Лиг Сульфитный щелок (мно­готоннаж­ный отход целлюлозно- бумажной промышлен­ности)	Твердое вещество носульфона Г устая темно­бурая жидкость с кисло­ватым запахом (марка КБЖ), аморфная твердая масса (КБТ) пли порошок (КБТ), КБЖ — 50 %, КБТ — 76 %, КБП — 87 %	Снижает вязкость и СНС более эффектив­но, чем УЩР 1тные реаге Снижает вязкость и водоот­дачу при добавках 1-5 %	нты Снижает водоотдачу (20-50 %)	В раство­ренном или сухом виде В водном растворе

реагент	Исходные компоненты для полу — ния реаген­тов	Товарный вид реа­гента, со­держание сухого вещества	Влияние на глинистый раствор и примерная концентрация добавки на первичную обработку	Способ ввода реаген­та в
	пресный (до 5 % №01)	соленый (свыше 5 % МаС1)	стый раствор
КоВДеНСИ’ 08аявая суяьфит- ашртовая баТсСБ-1 КССБ-2 КССБ-3	Разбавленная ССБ (30%- ная), 8%-ный формалин, концентри­рованная Н2304 Те же и 1-3 % фенола Те же и хроматы	Подобна жидкой или сухой ССБ * — 80 %	Снижает вязкость и водоотдачу Подобна КССБ-1 Подобна КССБ-2	Снижает водоотдачу (10-20%) То же	В товарном виде То же
Хлориро­ ванная сульфит- спиртовая барда (ХССБ)	ССБ, хлор ЫаОН	Подобна ССБ	Снижает вязкость (3-5 %)	Неэффек­ тивна	В товарном виде
Нитриро­ ванная сульфит- спиртовая барда (НССБ)	ССБ, НГМОз, ЫаОН	Подобна ССБ, 45 %	Снижает вязкость и СИС (0,1-0,2 %) (0,25-0,3)	Тот же да­же при 1— 0 °С
Ферро- хромлигно- сульфонат (ФХЛС)	ССБ, 1,5-2 % Ре2(Э04)3, 7-10 % Ст2(30А)г и ЫаОН	50 %	Снижает вязкость (1-2 %)	Снижает вязкость (1-2,8 %) при ЫаС1 не более 5 %	В водном растворе
^ромлиг- восуль- Фсваты ХЛС-4, ®*зап (оки_ зденамй 3&Ме- "^вный Ф^“°Т)УЛЬ- гГ“"— —	30%-ная ССБ, 4 % К9СГ2О7, Н2304, N*011	Жидкий или порош­кообразный (23-27 %)	Снижает вязкость (0,5-1 %)	Снижает вязкость (1-3%), интенсивно снижает водоотдачу гидрогелей магния (2-5 %)	Жидким или сухим (полезны добавки извести и гипса)
с^?ная 5г~*	30%-ная ССБ, хроматы или бихроматы	Жидкость, подобная ССБ, 30 %	Снижает вязкость ФХЛС и аналогично ХЛС	В жидком виде

Реагент	Исходные компоненты для полу — ния реаген­тов	Товарный вид реа­гента, со­держание сухого вещества	Влияние на глинистый раствор и примерная концентрация добавки на первичную обработку	Сп°соб вв0да реагед. та в главд — ‘■тый раствор
пресный (до 5 % МаС1)	соленый (свыше 5 % КаСТ)
Крахмаль­ ный реагент	К Натуральный крахмал СбНюОб, ЫаОН	рахмальны Клейстер, 5-8 %	э реагенты Снижает водоотда­чу, но по­вышает вязкость. В пресных растворах почти не применяет­ся	Снижает вязкость и водоотдачу (1-3 %)	Щелочной клейстер 5-8%-ной концен­трации. Если обра­ботанный буровой раствор имеет рН=10-г11, то ВВОДЯТ крахмал в сухом виде
Модифици­ рованный крахмал (МК)	Натуральный крахмал, антисептик (калиево-алю­миниевые квасцы), ЫагСОд	Чешуйча­тый про­дукт белого цвета, со­держание твердой фазы >90 %	Подобен КР		Сухой ре­агент или его раствор в воде с щелочью
Декстрины Карбокси- метилпел- люлоза: КМЦ- 350 КМЦ- 500 КМЦ- 600	Натуральный крахмал, кислоты (например, НС1) Реагенті Целлюлоза, монохлор- уксусная кислота или монохлорапе — тат натрия	Сухой порошок л — произв Мелкозер­нистый или волок­нистый материал белого цве­та, не менее 87 %	Подобен МК одные целл Снижает водоотдачу и повыша­ет вязкость (0,3-0,5 %)	юлозы Снижает водоотдачу и резко уменьшает вязкость и СНС (1+3 % в зависимо­сти от СП реагента)	Сухим после дополни­ тельного измельче* ния раство­ренным в воде
Сульфо- эфирцел- люлоза СЭЦ	Целлюлоза Н2Б04 или серный ангид­рит, хлор — сульфоновая кислота, ЫаОН	Внешне похожа на КМЦ	Влияние аналогич­но КМЦ, но допуска­ется присутствие в растворе повышен­ной концентрации солей двух — и поливалентных металлов	Аналоги4®0 КМЦ

реагент	Исходные компоненты для полу — ния реаген­тов	Товарный вид реа­гента, со­держание сухого вещества	Влияние на глинистый раствор и примерная концентрация добавки на первичную обработку	Способ ввода реаген­та в глини­стый раствор
пресный (до 5 % ЫаС1)	соленый (свыше 5 % МаС1)
&і&осуль- фояатпел- люлоза (9СЦ)	А лк алицелл ю — лоза Се Нд О4 ОЫа, хлорэтансуль- фокислый натрий	Рыхлая во­локнистая масса или порошок желтого цвета	В основном анало­гична СЭЦ	Аналогично КМЦ и СЭЦ
Мояокар- боксиметил- деялюлоза (МКЦ)	Раствор Na2 04 в СС14, ЫаОН, Ш4 ОН или Ыа2СО	Похожа на КМЦ	Снижает водоотдачу и повыша­ет вязкость (0,5-1 %)	Снижает водоотдачу (5-7 %), вязкость и СНС	Растворен­ная в 5- 10%-ном растворе ЫаОН или других щелочных электроли­тов
Сульфофе- нолокарбо- хсиметил- целшолоза (СФ-КМЦ)	КМЦ, фенол МаОН^аНБОз	Белая масса	Снижает водоотдачу и повышает вязкость и СНС (0,25- 0,5 %)	Снижает водоотдачу (0,5-1 %), вязкость и СНС, допускает повышен­ную кон­центрацию солей двух — и полива­лентных металлов	Растворен­ная в воде

При выборе химических реагентов необходимо учитывать, что °&тимальным является количество реагента, добавление кото — Р°го при меньшем расходе и невысокой стоимости дает наибо­лее эффективное изменение параметра. Оптимальная рецептура Регента для обработки обычно подбирается опытным путем в Моратории.

Расчет требуемой массы бурого угля и каустической со-

Для приготовления УЩР следует начинать с определения Юности угля (в %):

И’" _ Ь ~ а

8 ^’^—100%, (8.17)

гДе к „ „

л а — количество влажного и просушенного угля, кг.

Количество влажного бурого угля (в кг), необход1щ0е приготовления реагента,

тб. у = 100А’6.уУущр/(100- УУу),

где Кб у — концентрация сухого бурого угля в 1 м3 реагента рецепту, %; УуШр — объем приготовляемого реагента, м3. По Объем раствора каустической соды (в м3) для приготовлен единицы объема реагента по установленной рецептуре

К. с Ак. с^ущр/Шк. с, (8.19)

где Кк с — концентрация каустической соды в реагенте у. тк с — количество каустической соды в растворе, кг. ’ С| Количество воды (в м3), необходимое ДЛЯ приготовлевв УЩР, щ

V. — ^ущр ( л + К. с) 1 (8.2(1)

‘т6.

Рб. у

где рб. у — плотность бурого угля, кг/м3, р6_у = 1200 кг/м3.

Приготовленный УЩР сливают в глинистый раствор, цирку­лирующий через желоба, с таким расчетом, чтобы весь объем, который нужно добавить в скважину, вытек за время, необходи­мое для совершения его полного цикла.

Скорость (в л/мин), с которой реагент должен вытекать из спускного приспособления отстойника,

V = УуЩр/*ц, (8-21)

где 2ц — время цикла (т. е. время, необходимое для того, чтобы объем раствора совершил полный период циркуляции), мин.

Количество (в кг) крахмала тк и сухой каустической соды тк с для приготовления крахмального реагента рассчитывается по формулам

тк = УкКк/Ш.

тк. с — ткКк с/Ш.

Здесь Ук — объем приготовляемого реагента, т. е. объема в8′ ды, в которой засыпается крахмал, м3; А’к=8-г10 % — коня«® трация крахмала в реагенте; Кк. с=1,0-г1,4 % — концентра® сухой каустической с оды на рассчитанное количество крахм8 (в сильноминерализованных водах Кк с=24-4 %). ^

TOC o "1-5" h z Пример 8.10. Какое количество бурого угля 1

каустической соды (тк с=;40 %) и воды надо взять, чтобы ДО готовить Ур=20 м3 реагента УЩР-13-3? ф

Р е ш е н и е. По условию примера для приготовления еДй® | объема реагента данного состава требуется по массе Лб. у^ бурого угля и А’кс=3 % каустической соды. |

flo формуле (8.18)

МО-Ц-М = 295ЖГ

0 .f’ 100-12 До формуле (8.19)

= 1,5 м3

U’ 40

до формуле (8.20)

К=2°-(ш) + 1’5) = 18’25м3′

Пример 8.11. Объем глинистого раствора в циркуляционной системе У6 р = 50 м3. По рецепту в скважину требуется добавить у = 2,7 м3. Найти скорость, с которой реагент должен выте — к^из отстойника, если подача бурового насоса Q=15 л/с.

решение. Время цикла можно определить по скорости дви­жения раствора и его объему:

У6.р103 50-103

f = —т;— = ———— = 55, 5 мин.

Q 15-60

По формуле (8.21) ti = 2700/55,5 = 48,6 л/мин.

Пример 8.12. Определить количество крахмала и сухой ка­устической соды для приготовления реагента объемом Ук=8,5 м3 с концентрацией крахмала Кк=9 % и соды Л’к с=1,2 % (на крах­мал).

Решение. По формуле (8.22)

4=8500-9/100=765 кг.

По формуле (8.23)

4.0=765-1,2/100=9,2 кг.

Объем раствора ССБ, необходимого для приготовления реа — ^ита ССБ, рассчитывают по формуле

(8.24)

^ С. в

д е ^"ссб — содержание сухого вещества ССБ в реагенте по ре — УСС6 — объем реагента, который следует приготовить, (J ‘-в содержание сухого вещества ССБ в растворе ССБ, % Чно составляет 30-50 %).

Dp P®Mep 8.13. Для понижения вязкости глинистого раствора р еи^тся реагент ССБ-30-4. Производится обработка 40 м3 °Ра объемом 4 % от объема циркулирующего раствора.

Требуется определить необходимое количество ССБ ПЛОТНО Г270 кг/м3 с содержанием сухих веществ 50 %. СТь5о

вит Уггв

Решение. Объем реагента для обработки раствора Сое

-=4 м3.

40-10

100

Реа-

Объем раствора ССБ, необходимый для приготовления гента ССБ-30-4, по формуле (8.24) составит

Уб. Р = ~77~=2,4 м3,

50

где 30 — содержание сухого вещества ССБ в реагенте по п цепту, %. ^

Потребное количество химических реагентов определенного вида для обработки буровых растворов в интервалах бурения определяется по формуле

Кс. р = Кюх + + п2Ь2 + … + ппЬп)аЬ, (8.25)

где Уисх — исходный объем раствора на буровой до обработки его химическим реагентом, соответствующий забою скважины, с которого начата химическая обработка, м3; К, а и Ь — опытные коэффициенты, значения которых принимают в зависимости от типа химического реагента, назначения химической обработки« свойств раствора (табл. 8.7).

Таблица 8.7 Тип химического Дополнительные условия К а ь реагента или добавки ССБ, КССБ, КМЦ Соленость фильтрата, %: 6 0,09 0,001 1,0 15 0,04 0,001 1,0 <2 0,025 0,001 1,» УЩР, ТЩР Приготовление: на пресной воде 0,06 0,001 0,5 на морской воде 0,06 0,001 1,° 1,« Кальцинирован ная — 0,01 0,001 сода Крахмал Соленость фильтра 15 % Водоотдача, см3/30 мин: 1,» 1,2 1 к 20 0,004 0,001 15 0,005 0,001 10 0,06 0.001 I.4 1 А 5 0,0125 0,001 1»° 1 0 Нефть Для борьбы с прихватами и затяжками инструмента 0,1 0,13 1л

дри получении буровых растворов с низкой температурой за — Зания масса, поваренной соли (в кг), необходимая для приго-

дения водного раствора различной степени солености, опре — ^яется по формуле

Д ^ К^1В{Ж-КС), (8.26)

^ о/

— содержание соли, %.

Значение Кс выбирается в зависимости от требуемой темпе-

аТУРы замерзания бурового раствора (табл. 8.8).

^ Бели в качестве бурового раствора применяется глинистый

аСТВор, то количество соли, необходимое для добавления к рас-

?ворУ) определяется следующим образом.

Вычисляют количество поваренной соли (в кг), которое надо

добавить к 1 м3 раствора:

Шс = ЛГстг. р/(100 — Кс), (8.27)

где тпг. р — масса 1 м3 глинистого раствора.

Количество воды (в л), необходимое для приготовления на­сыщенного раствора соли (в глинистый раствор соль добавляют в виде насыщенного раствора)

Уъ = тс/дс, (8.28)

где? с = 0,36 кг — количество соли, необходимое для насыщения 1 м3 воды.

Дополнительное количество соли ш1е (в кг), необходимое для получения требуемой концентрации, связанное с добавлением к глинистому раствору воды Ув, составит

Щс = КсУв/(100 — Кс). (8.29)

Таблица 8.8 Концентрация Na. CH, % Те. мпература замерзания раствора, °С Концентрация КаС1, % Температура замерзания раствора, °С ОД 0 14,9 -11,0 1,5 -0,9 16,2 -12,2 2,9 -1,8 17,5 -13,6 4,3 -2,6 18,8 -15,1 5,6 -3,5 20,0 -18,2 7,0 -4,4 22,4 -20,0 8,3 -5,4 23,1 -21,2 9,6 -6,4 23,7 -17,2 11,0 -7,5 24,9 -9,5 12,3 -8,5 26,1 -1,7 ^13,6 -2,8 26,6 0

TOC o "1-5" h z Общее количество СОЛИ (в кг) ДЛЯ получения насыщен раствора 0г°

— ™с "Ь ™,1с. ^

Общее количество ВОДЫ (в л) ДЛЯ получения насыщедд раствора соли 0Г°

Ке = Кв/0,36. (8_3^

Пример 8.14. Бурение скважины предполагается вести сцс пользованием глинистого раствора, плотностью />б р=1180 кг/цз в районе распространения многолетнемерзлых пород (темпера тура мерзлых пород ниже -5 °С) со сложными геологически^ условиями. Определить общее количество СОЛИ И ВОДЫ, если Тре — буемая температура замерзания раствора составляет -2,6 °С, Решение. По табл. 8.8 находим, что такой раствор должеа иметь концентрацию соли 4,3 %.

Тогда по формуле (8.27)

шс = 4,3 • 1180(100- 4,3) = 52,8 кг.

По формуле (8.28)

К = 52,8/0,36 = 146,5 л.

ш1с = 4,3-146,5/(100- 4,3) = 6,5 кг.

Общее количество соли вычисляем по уравнению (8.30)

тс£ = 52,8 + 6,5 = 59,3 кг.

Общее количество воды находим из выражения (8.31)

УвЕ = 59,3/0,36 = 165 л.

Табл и ца 8.9

При получении аэрированных бесструктурных буровых рас­творов необходимое количество ПАВ (в кг) для обработки опре­деляется по формуле

Наименование	Содержание (в %) активных веществ в ПАВ
ОП-7	99,5
ОП-Ю	99,5
ПО-1	—
Прогресс	20
Сульфонат	89,5
Сульфонол	84
Бурол	25

тп ав = Уб. р Руг, (8-32^ л2

— заданная концентрация ПАВ, %; К2 — концентрация ^цвного вещества в ПАВ, % (табл. 8.9).

# ЦриМеР 8-15. Объем обрабатываемого с помощью ОП-7 рас­тра плотностью /об. р=1100 кг/м3 составляет 20 м3. Определить Обходимое количество ОП-7 при концентрации А’х=2 %.

Й решение. По табл. 8.9 находим К2=99,5. Тогда по формуле

Комментарии запрещены.