Проект бурения нефтяной скважины (стр. 8 из 15)
Меловой раствор. Сырьем для приготовления этого раствора являются отходы мелоцементных заводов или меловая крошка. Химическая обработка исходной меловой суспензии состоит в добавлений 15—20% УЩР. Параметры обработанного мелового раствора: плотность 1,2—1,34 т/м3, вязкость 30—40 сек, водоотдача 7—12 см9за 30 мин.
Высококалъциевые безглинистые эмульсионные растворы. Исходным Материалом для получения этих растворов служит крахмально-нефтяная эмульсия следующего состава: воды 80—85%, нефти 15 — 20%, крахмала 4—5%, каустической соды 0,5—0,6% (по массе крахмала).
Крахмально-нефтяная эмульсия имеет следующие параметры: плотность 1,0 т/м3, вязкость 250—300 сек, водоотдача 2—3 см3за 30 мин, статическое напряжение сдвига 0 мм/см2. Высококальциевые эмульсионные растворы применяются при бурении солей и ангидрита. За счет насыщения солью и обогащения выбуренной породой плотность увеличивается до 1,2—1,26 т/м3, вязкость снижается до 25—40 сек и водоотдача увеличивается до 4—8 см3.
Естественные аргиллитовые растворы. Естественная аргил-литовая суспензия, получаемая при бурении аргиллитов, обрабатывается 15% УЩР; в результате раствор приобретает следующие параметры: плотность 1,22 т/м3, вязкость 18—20 сек, водоотдача 5—8 см3. Возможно утяжеление исходного естественного аргиллитового раствора до плотности 1,4 т/м3путем добавления мела. Иногда для стабилизации естественного аргиллитового раствора применяют реагент 2%-иой концентрации следующего состава: 20 ч. гидролизованного полиакриламида, 2 ч.NaOH и 2 ч. триполифосфатнатрия, условно названногоPG-2. Стабилизированный реагент РС-2 аргиллитовый раствор устойчив к воздействию высокой температуры до 373—383° К, допускает утяжеление гематитом до плотности 1,5— 1,55 т/м3, при этом вязкость его не превышает 50—70 сек, а водоотдача 6—8 сл3. Расход реагента РС-2 (сухого, вещества) для обработки естественного аргиллитового раствора составляет 0,6—1,6 кг на 1 м обрабатываемого интервала.
Безглинистый крахмально-силикатный раствор. Составными материалами указанного раствора являются: крахмал 3—4%, кристаллическая каустическая сода 1,5 — 2%, жидкое стекло 15—20% и вода 80-85%.
Параметры крахмально-силикатного раствора: плотность 1,12 т/м3, вязкость 48 сек, водоотдача 4 см3, статическое напряжение сдвига 20,5 мм/см2. Плотность можно регулировать добавками утяжелителя в пределах до 1,7 т/м3. Раствор не восприимчив к соляной агрессии.
Додавки графита в глинистый раствор
Иногда для уменьшения липкости и снижения статического напряжения сдвига корки глинистого раствора в него добавляют серебристый графит в количестве 0,8—1,5% по весу к объему промывочной жидкости.
Для обработки глинистого раствора предварительно готовят так называемый графитовый раствор. Его приготовляют на основе глинистого раствора, разбавленного УЩР.
Предварительные наблюдения показывают, что оптимальное количество графита, вводимого в 1 м3глинистого раствора, равно примерно 40 кг.
Расчет скорости подачи реагента и воды в глинистый раствор при химической обработке его
При химической обработке глинистого раствора, циркулирующего в скважине, очень важен правильный расчет скорости подачи реагента и воды.
Скорость подачи химического реагента и воды в глинистый раствор должна обеспечивать соблюдение рецепта обработки при условии введения их в течение времени, равного целому числу оборотов циркуляции, и определяется по следующей формуле:
, (26)гдеv— скорость добавления химического реагента или воды к глинистому раствору в л/ч\
Q— объем циркулирующего глинистого раствора в м3;
п — количество химического реагента или воды, добавляемое к глинистому раствору, в % от объема раствора;
т— число циклов движения глинистого раствора, в течение которых должна быть проведена химическая обработка;
Т — продолжительность одного оборота циркулирующего глинистого раствора в ч.
Продолжительность одного- цикла циркуляции глинистого раствора в скважине определяется по таблице.
Расход жидкости определяют мерной посудой по времени ее Заполнения, пользуясь специальными таблицами.
Определить влажность бурого угля, а также концентрацию гуминовых кислот в нем, если навеска влажного угля в 68,7 г после просушки равна 58,8 г, а для придания исследуемой вытяжке гуминовых кислот одинакового с эталоном цвета понадобилось к 2 см3 исследуемого раствора добавить 6 см3 воды. Концентрация гуминовых веществ в эталоне составляет 0,08%.
Влажность бурого угля определим по формуле (20)
.Концентрацию гуминовых кислот найдем по формуле (21)
.Подсчитать количество бурого угля влажностью 20% и объем каустической соды, плотность раствора которой равна 1,16 т/м3, необходимые для приготовления 1 м3химического реагента по рецепту УЩР-15-3.
Потребное количество влажного бурого угля найдем по формуле (22):
.Объем раствора каустической соды, необходимый для приготовления 1 м3химического реагента, определим по формуле (23):
Здесь величинаm= 14,35% найдена по таблицеB зависимости от плотности раствора каустической соды (1,16 т/м3).
Определить объем раствора ССБ плотностью 1,19 т/м3и объем раствора каустической. ,соды плотностью 1,24 т/м3, необходимые для приготовления 1 м3химического реагента по рецепту ССБ-30-5.
По величине плотности раствора ССБ, равной 1,19 т/м3, находим процентное содержание сухой ССБ в растворе (тх = 40%). Затем по формуле (24) подсчитываем потребный объем раствора ССБ:
.По величине плотности раствора каустической соды, равной 1,24 т/м3, по таблице находим процентное содержание сухой каустической соды в растворе (т = 21,55%). Затем по формуле (23) подсчитываем потребный объем раствора:
.Определить количество ССБ, необходимое для приготовления 1 м3химического реагента по рецепту ССБ-30-6, если к 0,2 кг раствора ССБ для снижения плотности его до 1,29 т/м3необходимо добавить 0,5 кг воды.
КоличествоССБ, необходимое для приготовления 1 м3реагента, подсчитываем по формуле (25):
.Определить потребные количества раствора ССБ плотностью 1,23 т/м3, бурого угля влажностью 20% и раствора каустической соды плотностью 1,4 т/м3, необходимые для приготовления 1 м3комбинированного реагента по рецепту К-10-2-0,5.
Объем раствора ССБ, необходимый для приготовления 1м3 химического реагента по заданному рецепту, находим по формуле (24):
Здесь процентное содержание тх= 48% сухой ССБ в растворе барды найденопо величине плотности раствора ССБ, равной 1,23 т/м3.
Количество бурого угля влажностью 20%, необходимое для приготовления 1м3 химического реагента, подсчитываем по формуле (22):
.Объемное количество раствора каустической соды плотностью 1,4 т/м3, потребное для приготовления 1 м3комбинированного химического реагента по заданному рецепту, подсчитываем по формуле (23):
.Здесь процентное содержание т = 50,7% сухой каустической соды в раствореNaOH найдено по таблице по плотности раствора, равной 1,4 г/см3.
Определить скорость подачи химического реагента и воды в глинистый раствор, циркулирующий в скважине глубиной 1300 м, бурящейся долотом № 8. Объем раствора, находящийся в процессе циркуляции, равен 115 м3.К нему необходимо добавить 6% химического реагента и 3,5% воды. Обработку требуется произвести за два цикла циркуляции раствора. Производительность буровых насосов 30 л/сек.
По таблице находим, что продолжительность одного цпкла циркуляции глинистого раствора в скважине равна 35 мин. Тогда скорость подачи реагента по формуле (26) равна
л/ч,а скорость добавления воды окажется равной
л/ч.Реагенты-структурообразователи
Основное назначение реагентов-структурообразователей сводится к увеличению вязкости (иногда до такого состояния, что глинистый раствор не течет через воронку СПВ-5) и повышению тиксотропных свойств глинистых растворов при борьбе с поглощениями.
К структурообразователям относятся каустическая сода, кальцинированная сода, жидкое стекло, известь, цемент, поваренная соль, хлористый кальций и др.
Для получения растворов с очень большой вязкостью и высоким началом сдвига применяют следующие добавки:
а) жидкое стекло до 5% по массе от объема циркулирующего раствора;
б) кальцинированную соду до 6% по массе от объема циркулирующего раствора;