Выпускная квалификационная работа на тему: «Расчет расхода оптимального количества бурового раствора при бурении эксплуатационных скважин на площади «Гармистан» (стр. 7 )

Вторая группы –V -3.8 /50 г/см 3. К ней относятся барит и желозистые утяжелители.

Барит (ВаSO4)- минерал белого цвета. Который в личном виде (без примесей) имеет плотность 4,48 г/см3. невысокую твердость (3-3,5 по шкале Мооса) и малую абразивность. В бурении применяют преимущественно баритовые концентраты производства обогатительных фабрик цветной металлургии и в небольшом количестве баритовые руды. Количество флатационных баритовых концентратов ниже, чем жильного барита или барита получаемого при гравитационном обогащении чисто баритовых руд. Это объясняется тем, что во флотационном барите содержатся вредные примеси флотореагентов, ухудшающие смачивание его в буровом растворе и вспенивающие раствор, а также вода растворимые соли тонкодисперсные и глинистые частица.

2.8. Показатели качества флотационного боратового концентрата

Водорастворимые соли, например двух-и трехвалентное железо, оказывают сильное коагулирующее воздействие на бурового раствора уже при концентрации 0,003-0,005 % и тем самым снижают пре-де утяжеления.

Тонкодисперсные и глинистые частицы повышают структурообразующую способность баритовых концентратов за счёт их высокой адсорбционной активности. Вследствие высоких гидрофильности и дисперсности утяжелитель превращается в активный компонент, усиливающий структурообразование и запущение.

Для повышения количества баритового концентрата послабления или нейтрализации вредного влияние различных примесей баритовый концентрат при помоле обматывается водными растворами обезважнных фосфатов кислого пирофосфата или триполифосфата, а также алкулсульфонола и жидкого стекла. Модифицированное баритовые концентраты добавками обезвоженных фосфатов позволяют гидрофилизировать поверхность частушек, нейтрализовать загущающее действие тонкодисперсных частиц барита и связывать ионы кальция, вызывающие коагуляцию растворов.

Добавки алкилсульфонола позволяют достигнуть наименьшего предела аэрации буровых растворов против обычного флотационного баритового концентрата, гидрофибируют частицы барита, что очень важно при использовании растворов на нефтяной основе. Снижение аэрации растворов достигается также путем замены метода прощения баритового концентрата с флотореагенты, вспенивающие раствор. При этом повышается общее количество утяжеление.

Добавки жидкого стекла значительно снижают содержание в баритовых концентратах глинистых частиц размером менее 2 мкм.

Модифицированные различными добавками флотационные баритовые концентраты позволяют снизить расход барита, а также затраты времени и средств на утяжеление и и обработку растворов. Экономия утяжелителя достигается также за счёт оптимизации парамтеров бурового ратсвора.

Растворы на водной основе, подлежающие утяжелению, должны иметь следующие параметры: СНС =15/25 мг/см2 Т=25/40 с максимальная величина водоотдачи, при которой допускается утяжеление, должна быть не более 15 см3 за 30 мин.

Гематит (Fe2 O3) один из главных железных руд вишнево –красного цвета. Плотность его до 5.3 г/см3 (без примесей) твердость высокая 5,5-6,0 по школе Мопса и из-за высокой образивности применение его органичено.

Магнетит (FeO*Fe2O3) представляют собой дватной окисел с содержанием FeO до 31% он мало отно обладает магнитными свойствами. Магнетит черного цвета со слабым металлическим блеском. Наличие магнитных свойств у него создает условия для возникновения прихватов бурильных труб. Приличной возникновения прихватов при использованием магнетита является образование платных слоев из утяжелителя на поверхности бурильных труб и обсадных колонн, уменьшающих эффективное сечение скважины. Применение магнетита ограничено.

Третья группы - V-6/7 г/см3 и более к ним относят феромарганец, феррофосфор и ферросилиций. но они не получили применения из-загидролитического разложения железных сплавов с образованием токсичных и взравчатых продуктов.

Показатели качества флотационного боратового концентрата по ГОСТ -4682-74 показаны в таблице.

Высокие степени утяжеления обеспечивают концентраты свинцовых руд0 а также железы стомышьяковые руды, при добавлении которых можно получить раствор плотностью 3,8 г/см3. Вводить эти утяжелители следует в раствор плотностью 2,2 г/км3 и выше. В ряде районов при бурении скважин, а также при ликвидации нефти газоводопроявлений необходимы буровые раствора плотностью 2,7-3,0 г/см3.

Таблица

Показатели качества флотационного баритового концентрата

Показатели	Норма для марок
КБ-1	КБ-2	КБ-3	КБ-4	КБ-5	КБ-6
Содержание сернокислого бария,% не менее Содержание двуокиси кремнья, % не более Содержание железа в пересмеете на Fe2 O3 % неболее Содержание суммы кальция и магния в перемисте на CaO.% не более Содержание водорастваримы солей % не более в том числе кальция Содержание влаги % Содержание фракций размером 5 м% не более	95	92	90	87	85	80
- 0,25 0,05 2 4 5	- 0,30 0,05 2 4 5	- 0,35 0,05 2 4 10	- 0,40 0,05 2 4 15	- 0,45 0,05 2 4 20	- 0,45 0,05 2 4 20

2.9. Определение качества утяжелителей

Плотность барита других сыпушик вещать определяют с помощью волюметра М-шателье или упраценного пикнометра. Пикнометр заполнят до нижней метки керосином ()по мениску помещают в сосуд с водой, имеющей температуру 20 0 С и выдерживают до выравнивания температура керосина и вода (15-20 мин) Если уровень керосина опускается ниже метки, керосин подливают, если выше отсасывают.

Предварительно порцию утяжелителя высушивают до постоянной массы при температуре 1050 С в сушильном шкафу, охлаждают в эксикаторе и отваживают 100г. С точностью до 0,01 г Навеску утяжелителя засыпают в пикнометр небольшими порциями так, чтобы уровень керосина поднялся до верхней метки или до гобой метки в пределах школы. После этого пикнометр поворачивают вокруг вертикальной меняя направление вращение до полного выделение воздушных пузырьков. Затем выдерживают в сосуде с водой до окончания изменения уровне керосина, остаток утяжелителя взвешивают и по разности между массой исходной навески и остатка определяют количество утяжелителя в граммах, засыпанного в пикнометр. Раздев это количество на прирост объёма в пикнометре, определяют плотность утяжелителя в г/ см3:

где: м-масса остатка баритового концентрата после заполнения пикнометр, г;

v-прирост объёма между начальным и конечном уровнями.

Существует ускоренный метод определения плотности сопуших материалов. В сухой и чистый стеклянный пикнометр вместимостью 25 мм. Через воронку насыпают 5-10 г сыпучего материала. Из бюретки заполняют пикнометр керосином до метки встряхивая его для удаления пузырьков воздуха и при необходимости добавляя или отсасывая керосин. Вычитая из объёма пикнометра объем керосина, заполнившего пикнометр, получают объем, который занимает навеска в 5-10 г. Плотность (в г/см3) рассчитывается по формуле.

где: р - количество материала, засыпанного в пикнометр;

V2- исходной объём пикномтера см3;

V1- объём керосин заполнившего пикнометра, см3

Содержание влаги. около 10 г утяжелителя. озвешенного с точностью до 0,1 г сушат при температуре 1050С до постоянной массы. охлаждая бюкс в эксикаторе перед каждым взвыливанием.

Содержание влаги в определяют по формуле:

где: а - навеска утяжелителя до высушивания, г;

б –навеска утяжелителя после высушивания, г

Расход утяжелителей подсчитывают по формуле:

где: V1,V2,V3- плотность, соответственно сходного бурового раствора, утяжеленного раствора, утяжелителя г/см3

h-влажность утяжелителя, условное единица.

Полученный по формуле результат необходимо увеличивать разбавление буровых растворов водой и жидкими реагентами при утяжелении. В связи с этим при подсмене расхода утяжелителя требуемую плотность увеличивают на 0,04 г/см3.

2.10. Химические реагенты и их классификация

Химические реагенты впервые начали применять в практике бурение скважин в 40х-годах. В настоящее время существуют около 50 основных реагентов и более 500 модификаций этих реагентов, используемых для общего улучшения качества буровых растворов Все химические реагенты разделяют по наиболее распространенным группам.

А) по действо на свойства буровых растворов понизители водоатдали, в вязкости пептизаторы, структура образователи, коагуляторы и т. д

б) по отношению к действию температуры термостойкие и нетермостойкие.

в) по отношению к действию температуры термостойкие и нетермостойкие.

Реже применяются понятия –термосолестойкие и нетермосолестойкие органические и неорганические и. т.д

Реагенты понизители вязкости в ряде случаев способны снижать водото

2.11. Понизители водоотдачи

Реагенты на основе гуминовых кислот.

Углещелочной реагент (УЩР) предложен и в 1934 г. для обработки буровых растворов. Это порошок темно-бурого цвета, раствором в воде. Основой УЩР являются натриевые соли гуминовых кислот. Содержание в бурам уше, идущем на приготовления УЩР должно быть не менее 35 %. Приготовление УЩР сводится к воздействию щелочи на бурый уюль

УЩР обладает многофункциональными свойствами является интенсивными пептизатором твердой фазы, особенно глинистой, эффективным понизителием водоотазами и вязкости эмульгатором и реагентом –регулятором рН.

При снижении вязкости используется жидкий УЩР с плотностью V=1.04-1.06 г/см3 20 % нойконцентарции. Ўелочь в составе УЎР пептизирует жинистые частицы, что повышает структуру бурового раствора УЩР эффективен в комбинации с другими реагентами КМЦ ССБ, кальцинированной содой, хромпиком фосфатами, ФХЛС и др. При комбинированных обработках помучаются лучшие результаты. И снижаются расходы химических реагентов. Установлено, что при бурении скважин, содержащих в разрезе глинистые отложения или сильно прощаемые коллекторы, число осложнеский (осыли, обвалы сужение ствола скважин, прихваты, затяжки, посадки и др) при применении УЩР зномительно больше чем при применении КССБ, модерфицированных и особенно КМЦ. Для предотвращения этого УЩР необходимо применять совместно с добавками силикатов натрия.