Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Для обработки глинистых растворов в Российской Федерации и за рубежом применяется несколько сотен (в СуНА — более 500) различных реагентов (рис. 6.8). Широкое применение получили гу — матные реагенты: углещелочной реагент (УШР), торфощелочной реагент (ТЩР) и др. Эти реагенты поставляются в порошкообраз-^ ном виде. Технология подготовки большинства реагентов проста и заключаются в растворении их в воде. После растворения реагент} вводят в глинистый раствор. 1

Для предотвращения осложнений, связанных с нарушением! целостности ствола скважины и возможными газонефтепроявле-1 ниями, возникает необходимость повышения плотности глини — | стого раствора в значительных пределах (до 2200…2400 кг/м3).| Для этого в глинистые растворы вводят материалы с большой? плотностью, получившие название утяжелителей, и таким об-| разом повышают плотность глинистого раствора до требуемых! значений.

Применяемые в России утяжелители можно разделить на две группы в зависимости от их плотности. К первой фуппе утяжели­телей относятся материалы низкой плотности — 2600…3 500 кг/м^ (например, малоколлоидные глины, мергели, мел, известняк и др.). Они обладают низкой утяжеляющей способностью и могут, обеспечить утяжеление только до 1 700 кг/м3, поэтому их расходу-: ют в больших количествах, что приводит к повышению содержа^ ния твердой фазы в буровых растворах и снижает эффективность* бурения. В связи с этим эти утяжелители целесообразно использо4 вать при отсутствии более эффективных утяжелителей. |

Ко второй группе утяжелителей относятся материалы с плот-5 ностью 3 500…5 300 кг/м3 (например, барит, железистые и сиде-1 ритовые утяжелители). 1

Наилучшим утяжелителем является барит. Для нужд бурения] поставляются технические сорта барита, содержащие различи

Понижение вязкости	Зашита от агрессии
Ингибирование	Пептизаиия

Осаждение иона „ кальция,

Загу­ щение

X

Термостойкость

Пено- гаше-

чзагниваниу^ ние

Предупре­ ждение

Смазоч­ ное действие

Эмульги­ рование

	/ 4 Регулирование pH ___ ,

Соль Известь Хлористый натрий Гипс Формалин Диоцид Каталин

Сульфитспир- товая барда

Комплексные

фосфаты

Полифенол

лесохимический

Окисленный

лигнин

Сулькор

Еловый экстракт

Дубитель №5

Карбоксиметил-

целлюлоза

Крахмал

пищевой

Модифицирован­ный крахмал

Гипан

Комбинирован­ный реагент — сульфитспир — товая барда

Хромгуматы

Резиновая или полиэтиле­новая крошка

Сивушное масло

Стеараты

Полисилоксаны

АГ-1 и АГ-2

НЧК

Фтористый

натрий

Окисленный

петролатум

Соли жирных нафтеновых кислот

Г рафит

Нефть

Сульфонафтены, НЧК и контакты

Кальцинирован­ная сода

С

Каустическая сода

Триполифосфат натрия
Гуматные реаген­ты УЩР и ТЩР, порошки и растворы
Окзил
Хроматы
Нитролигнин

Рис. 6.8. Химические реагенты, применяемые для обработки промывочных растворов (схема составлена ВНИИБТ)

примеси (кремнезем, известняк, доломит и др.). Железистый утя­желитель (гематит, магнетит, пирит) имеет ряд недостатков (вы­сокая абразивность, содержание большого количества водораство­римых солей), которые ухудшают качество бурового раствора и снижают технико-экономические показатели бурения. Сидерито — вый утяжелитель (РеС03) кислото-растворимый, что выгодно отличает его от других утяжелителей.

В отдельных случаях возникает потребность использования утя­желителей плотностью более 5 300 кг/м3, например для предотв­ращения сужения ствола скважины в результате аномально высо­ких пластовых давлений, течения солей и т. д. Утяжелители этой группы — галенит (РЬБ), или свинцовый блеск, феррофосфор, свинцовый сурик (РЬ304), ферросилиций, ферромарганец.

Процесс утяжеления осуществляется следующим образом. В гли­нистый раствор вводят мелко раздробленное новое вещество — утяжелитель. От добавки утяжелителя увеличивается количества твердых частиц в растворе и, следовательно, повышается его вяз­кость. Если вязкость выше нормы, то утяжеленный раствор раз­бавляют водой. Но так как при этом показатель фильтрации ра­створа может сильно повыситься, а плотность снизиться, то ра­створ предварительно обрабатывают реагентом — понизителем водоотдачи. Увеличение вязкости раствора происходит не только вследствие увеличения количества частиц. Частицы утяжелителя, если они плохо смачиваются водой, вносят в раствор большое количество пузырьков воздуха. Получается перебитый раствор с большой вязкостью и недостаточной плотностью. Устранить этот недостаток можно двумя способами:

• заранее смочить утяжелитель водой или реагентом;

• обработать раствор реагентами — понизителями водоотдачи. Этим достигается лучшая смачиваемость частиц глины и утяже­лителя.

Перед вступлением в зону осложнений на буровой обязательно должен иметься запас утяжелителя и химических реагентов в ко­личествах, обеспечивающих получение утяжеленного раствора со­гласно ГТН.

Одной из важных задач является создание буровых растворов для массового бурения, применение которых способствовало бы увеличению механической скорости проходки при минимальны^ затратах материалов и химических реагентов на приготовление и регулирование их показателей. К таким относятся буровые раство­ры с низкой концентрацией твердой фазы — пол и мергл инистые и безглинистые. Существенным отличием этих растворов от обыч­ных глинистых растворов является незначительное содержание твердой (глинистой) фазы (3…5 %) или полное ее отсутствие. Ос­новой этих растворов являются полимерные реагенты. Они отно­сятся к различным модификациям целлюлозы, производным ак-

риловых полимеров, биополимерам, а также сополимерам. Поли­меры, применяемые для приготовления и обработки буровых ра­створов, относятся к пол и электролитам, в молекулярной цепи которых имеются различные функциональные группы. Одним из важнейших свойств полимеров является способность полностью или частично флокулировать дисперсные частицы различного минералогического состава.

В качестве флокулянтов частиц выбуренной породы использу­ют полимеры, выпускаемые в виде геля, жидкости и порошка. На буровой заблаговременно готовят водный 0,1 …0,5%-й раствор по­лимера. Для растворения жидких и порошкообразных полимеров используют глиномешалку или цементировочный агрегат. В целях предупреждения образования комков из склеивающихся частиц полимера и повышения скорости его растворения полимер добав­ляют постепенно, равномерно распределяя его в объеме переме­шиваемой жидкости.

Для растворения гелеобразного полимера используют цемен­тировочный агрегат.

К положительным свойствам полимерглинистых и безглини — стых растворов относятся:

• отсутствие или низкое содержание твердой фазы;

• хорошие смазывающая и ингибирующая способности;

• селективное флокулирующее действие по отношению к дис­персной фазе;

• возможность регулирования фильтрационных свойств в ши­роких пределах в зависимости от задач бурения.

В отечественной и зарубежной практике бурения получили рас­пространение полимерглинистые и безглинистые растворы на ос­нове полиакриломида, гидролизованного полиакрилонитрила, биополимеров и других высокомолекулярных соединений.

Ингибированные буровые растворы. Растворы этого типа харак­теризуются тем, что в них создаются условия, препятствующие набуханию и диспергированию содержащейся в них глины. При использовании ингибированных растворов предотвращается на­бухание и разбухание глинистых пород, слагающих стенки сква­жин. Наибольшее распространение из ингибированных буровых растворов получили кальцевые растворы — известковые и гипсо­вые.

Известковые растворы представляют собой сложные системы, в которые кроме глины и воды входят четыре обязательных ком­понента: известь, каустик, понизитель вязкости и защитный реа­гент — понизитель показателя фильтрации. Помимо этого в соста — ве могут быть добавки специального назначения (нефть или ди­зельное топливо, утяжелитель и др.). Известь обычно добавляется в количестве 0,2… 1,5% и является основной ингибирующей до­бавкой, действующей непосредственно на глину и изменяющей ее свойства. Щелочь добавляется для снижения растворимости из­вести. Кроме того, присутствие щелочи в известковом растворе активизирует процессы, усиливает действие реагентов — понизи­телей вязкости и водоотдачи.

В гипсовых растворах ингибирование осуществляется добавка­ми гипса или алебастра и доведением содержания кальция в ра­створе до 3 ООО мг/л. Для регулирования вязкости гипсовых ра­створов используют хромлигносульфаты, для регулирования во­доотдачи — карбокс и метил целлюлозу. Гипсовые растворы отли­чаются термостойкостью (до 160… 180°С) и применяются при раз — буривании неустойчивых глинистых отложений при высокой тем­пературе.

Солестойкие буровые растворы. Растворы этого типа характери — зуеются устойчивостью к действию солей, попадающих в буровой раствор в процессе разбуривания пластов, которые насыщены высокоминерализованными водами, а также пластов, сложенных^ различными солями (каменной солью, сильвинитом, бишофи — том и т. д.). Наиболее простым солейстойким раствором являете^ насыщенный раствор соли, или пластовая высокоминерализован­ная вода, содержащая не менее 25 % соли. Глинистые растворы, насыщенные солью, используют в том случае, если нельзя при­менить безглинистые растворы.

Нейтрализация сероводорода в буровом растворе. Наиболее ра­дикальным средством предупреждения сероводородной агрессии^1 в процессе бурения является нейтрализация сероводорода в сква-, жине, что достигается введением в буровой раствор нейтрализа? торов. В мировой и отечественной практике в настоящее время, наиболее распространенными для нейтрализации сероводород^ являются реагенты на базе окислов железа (оксидин, ЖС-7). Час­то при бурении в условиях сероводородной агрессии применяю^ растворы на нефтяной основе. Следует иметь в виду, что безгли-з нистые буровые растворы менее подвержены сероводородной аг-1 рессии, чем глинистые. ‘

Комментарии запрещены.