Диаметр плунжера и вес его с грузом подобраны таким образом, что в процессе замера водоотдачи глинистый раствор в приборе находится под избыточным давлением 0,1МПа. Рис. 1. Прибор ВМ-6. В целом, водоотдача бурового раствора зависит от множества факторов, которые нужно учитывать и контролировать при работе на буровых установках. Это позволяет добиться наилучших результатов бурения и обеспечить эффективное функционирование скважины.
Всё про нефть и газ www.neft-i-gas.narod.ru
Водоотдача измеряется количеством фильтрата в см куб. Фильтр пресс API и фильтр пресс ФЛР-1 Определение толщины и проницаемости фильтрационной корки Для измерения толщины фильтрационной корки можно использовать прибор ВИКА ИВ-2, металлическую линейку с миллиметровыми делениями и штангенциркуль с глубиномером. Поверхностные слои фильтрационной корки, полученной в процессе определения показателя фильтрации прибором ВМ-6 или фильтр-прессом ФЛР-1, смывают слабой струей воды, после чего кладут на стеклянную пластинку и вместе с ней - на основание прибора ИВ-2. Определение проницаемости фильтрационной корки Проницаемость фильтрационной корки является основным параметром, от которого зависит скорость статической и динамической фильтрации. Проницаемость можно определить с помощью прибора ВМ-6. Для этого после окончания процесса измерения на ВМ-6 показате-ля фильтрации, осторожно, не повредив фильтрационную корку, стакан прибора промывают дистиллированной водой. Для измерения величины рН применяют колориметрический и электрометрический способы. Колориметрический способ основан на способности некоторых красителей менять свой цвет в зависимости от концентрации ионов водорода и заключается в определении величины рН с помощью индикаторной лакмусовой бумаги и эталонных цветных шкал.
Плотность бурового раствора [drilling mud weight] подразумевает под собой соотношение веса к объему [mass of a unit volume]. Схема приготовления бурового раствора. Для измерения данного параметра служат пикнометры [pycnometers] и весы рычажных плотномеров [mud balance]. Этот аппарат имеет такие составляющие: мерный стакан [graduated cylinder], поплавок [float] со стрежнем [stem], съемный груз [ballast]. Измерения производят посредством прикрепленного штифтами [pins] стакана к поплавку. Стержень имеет две измерительных шкалы [scales]: первая — основная [main scale], вторая — поправочная [correction scale]. Вспомогательная шкала [auxiliary scale] используется в том случае, когда работы ведутся с минерализованной водой [salt water]. Причем в первом случае груз находится на мерном стакане, а во втором он снят.
Для осуществления этого способа используются широко известные в буровой практике приборы типа ВМ-6, позволяющие при перепаде давлений 0,1 МПа определять по линейной шкале объем свободной воды в см3, выделившейся из пробы промывочной жидкости за 30 мин через бумажный фильтр диаметром 75 мм [1, 2]. Указанный способ не обладает достаточной информативностью и достоверностью контроля, что приводит к вскрытию продуктивных пластов при параметрах промывочной жидкости, весьма далеких от оптимальных. Это объясняется тем, что моделирование контроля водоотдачи, осуществляемое путем отжатая объема фильтрата, зависит от конструктивных особенностей используемого прибора и в переносе на скважинные условия не отражает реальной способности промывочной жидкости к водоотдаче в процессе бурения. Это связано с зависимостью водоотдачи от таких факторов как состав промывочной жидкости, дисперсность твердых частиц, перепад давлений, температура, фильтрационное сопротивление пласта, скорость течения промывочной жидкости и др. При этом очевидно, что основным фактором, характеризующим способность промывочной жидкости к водоотдаче, является количество содержащейся в ней свободной воды, определение выделение которого рассматриваемым способом не обладает требуемой точностью. Периодичность осуществляемого контроля, связанная с ручным отбором промывочной жидкости из циркуляционной системы, снаряжением прибора бумажным фильтром и проведением вручную других вспомогательных технологических операций, приводит к потере ценнейшей информации о динамике, содержащейся в промывочной жидкости свободной воды, и, как следствие, к проблемам, связанным с принятием оперативных мер по эффективному управлению режимом бурения. При всем этом данный способ приводит к повышению трудоемкости осуществляемого контроля и к большим затратам времени на получение и документирование требуемой информации. Известен также способ, отличающийся от вышеизложенного осуществлением контроля водоотдачи промывочной жидкости с автоматической регистрацией показаний измерений в процессе бурения [3]. Этот способ, реализуемый с помощью достаточно сложного в конструктивном исполнении измерительного комплекса типа РПГР-10, за исключением автоматической периодически осуществляемой регистрации и документирования результатов измерений имеет все недостатки, присущие рассмотренному выше способу. Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля водоотдачи промывочной жидкости с автоматической регистрацией показаний измерений в процессе бурения скважины, основанный на определении скорости фильтрации свободной воды из промывочной жидкости в продуктивный пласт.
Оптимальная водоотдача позволяет минимизировать вероятность возникновения проблем и снизить расходы на буровые работы. Влияние водоотдачи бурового раствора на результаты бурения заключается в следующем. Если водоотдача недостаточна, то раствор способен накапливать воду извне, что в свою очередь приводит к его разжижению и ухудшению свойств. Это не только повышает затраты на закупку дополнительного бурового раствора, но и влечет за собой ряд технических проблем, таких как недостаточный контроль давления и снижение эффективности оборудования. С другой стороны, избыточная водоотдача также не является оптимальной. При большом количестве воды внутри бурового раствора происходит его разбушевание и плохое удержание при заданном давлении. Кроме того, избыточная водоотдача может приводить к возникновению отложений и засорений на стенках скважины, что затрудняет продвижение бурильных инструментов и ухудшает процесс бурения. Влияние водоотдачи бурового раствора на бурение скважин Слишком низкая водоотдача может привести к накоплению каротажей и мусора в скважине, что затрудняет продвижение инструмента и увеличивает риск застревания. Также недостаточная водоотдача приводит к повышенному нагреву бурового оборудования и износу его элементов.
Задачи раствора для бурения
- Особенности расчета плотности бурового раствора
- Влияние водоотдачи бурового раствора
- Всё про нефть и газ www.neft-i-gas.narod.ru
- Оценка методов расчета объема бурового раствора при проектировании нефтяных и газовых скважин
- Определение водоотдачи
Оперативное определение эквивалентной циркуляционной плотности бурового раствора
Водоотдача характеризует способность бурового раствора отдавать воду в пласт под действием перепада давления. Замеряют водоотдачу на приборе ВМ-6. Определяют объем выделившейся воды за 30 мин. в см3. 1. Определение плотности бурового раствора с помощью рычажных весов-плотномера. Принцип работы рычажных весов-плотномера (рис. 2) основан на уравновешивании моментов левой и правой сторон подвижной части весов относительно опоры. показатель, который определяет количество фильтрата бурового раствора, попадающего в пласт, при создании нагрузок на глинистый. Водоотдача – это способность бурового раствора отдавать воду пористым породам под действием перепада давления. Единица измерения водоотдачи – см 3 /30 мин. Определяется водоотдача с помощью прибора ВМ-6 (рисунок 28). Водоотдача в статических условиях. Тест на водоотдачу определяет относительную эффективность цементных смесей удерживать свою водную фазу либо отдавать пласту часть воды в виде фильтрата. Оценивается параметрами водоотдачи (фильтратоотдачи) В [см 3/30 мин] – объем отфильтровавшейся жидкой фазы из пробы бурового раствора при замере, проведенном в стандартных условиях (время замера – 30 мин, перепад давлений – 0, 1 МПа, температура.
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВОДООТДАЧИ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ
7. Промысловые испытания бурового раствора Часть свойств бурового раствора могут измеряться буровой бригадой, обычно это плотность бурового раствора, условная вязкость, и водоотдача. Стабильность бурового раствора определяют и по водоотдаче раствора. Описание способов определения эквивалентной циркуляционной плотности бурового раствора. При традиционном бурении плотность бурового раствора подбирается так, чтобы его статический градиент был выше давления скрытого пласта. Определение плотности бурового раствора может быть осуществлено взвешиванием измеренного объема и последующим делением массы на объем. Определение параметров посредством рычажных весов происходит в определенном порядке. Для определения смазочной способности бурового раствора используется установка СР-1, принцип работы которой основан на определении противозадирных свойств, характеризующих смазочную способность бурового раствора.
Определение основных параметров промывочных жидкостей
Г.3. Стабилизация ГР вводом предварительно приготовленного раствора реагента стабилизатора. Порядок ввода реагентов в ПЖ непосредственно на буровой определяется, как правило, условиями производства и техническим обеспечением буровых работ. Водоотдача – это способность бурового раствора отдавать воду пористым породам под действием перепада давления. Единица измерения водоотдачи – см3/30 мин. Определяется водоотдача с помощью прибора ВМ-6 (рисунок 28). Водоотдача раствора регулируется полианионной целлюлозой, щелочность – бикарбонатом натрия. Следует определить устойчивость ствола и оценить плотность бурового раствора, если удалось пробурить и измерить нутромером первый участок в 50-100 м (165-328 фт) ствола.
Памятка молодому инженеру по буровым растворам
Согласно техническим условиям ТУ У 39-688-81 [1] основным показателем качества глинистого сырья и глинопорошков, предназначенных для приготовления буровых растворов, является выход раствора — количество кубометров раствора взвеси заданной вязкости, получаемого из 1 т глинистого сырья. Кроме того, регламентируются плотность раствора и содержание песка. Обращение бурового раствора в скважине[ править править код ] Большинство буровых растворов при буровых операциях циркулирует по следующему циклу: Буровой раствор замешивается и хранится в специальных ёмкостях. Буровой насос перекачивает буровой раствор из ёмкости через колонну бурильных труб в скважину. Буровой раствор по трубам доходит до забоя скважины, где буровое долото разбуривает породу. Затем буровой раствор начинает возвращаться на поверхность, вынося при этом частицы породы шлам , которые были отделены долотом.
Буровой раствор поднимается по затрубу — кольцевому пространству между стенками скважины и бурильной трубой. На поверхности буровой раствор проходит через линию возврата — трубу, которая ведёт к вибрационному ситу. Сито состоит из ряда вибрирующих металлических ситовых панелей, которые используются для отделения раствора от шлама.
Водоотдача, как отмечено, величина условная не определяет фактическую величину фильтрации бурового раствора при бурении. Фактическая величина фильтрации зависит не только от свойств промывочной жидкости: её состава, объёмной энергии, концентрации и активности компонентов, но и от свойств горной породы: поверхностной энергии, потенциала пористости, трещиноватости и условий фильтрации: давления столба промывочной жидкости, скорости циркуляции, температуры. При наличии в растворе электролитов за счет взаимодействия его компонентов с отрицательно заряженными частицами стенок скважин происходит адсорбция катионов, поверхностная энергия снижается, снижается и фильтрация раствора. Поверхностная энергия зависит от потенциала горной породы. По энергетической способности минералы горные породы делят на четыре группы: - минералы с высоким потенциалом — кислородосодержащие не нейтрализованные поливалентными катионами кварц , - минералы с пониженным потенциалом, частично нейтрализованные чаще всего одновалентными катионами калиевые шпаты , - минералы с низким потенциалом, обычно нейтрализованные поливалентными катионами кальцит, доломит , - нейтральные минералы тальк. Большое влияние на фильтрацию бурового раствора оказывает объемная энергия бурового раствора и горной породы. Если объемная энергия перебуриваемой горной породы выше объемной энергии промывочной жидкости, то молекулы воды будут перемещаться из промывочной жидкости в поры горной породы.
Так при бурении глины глинистым раствором объемная энергия глины будет всегда выше объемной энергии глинистого раствора, поэтому его водоотдача в этом случае снижается мало. При бурении глины щелочными гуматными растворами и активированными личносульфонатными растворами указанные реагенты активируют глинистые частицы горной породы, что приводит к повышению показателя фильтрации раствора. В трещиноватых и пористых горных породах с высоким потенциалом наблюдается активное «всасывание» фильтрата в поры и трещины, что также повышает показатель фильтрации. В приборах по определению водоотдачи давление жидкости на фильтр составляет всего 0,1 МПа. Действительное давление столба промывочной жидкости в скважине во много раз превышает эту величину. Для того, чтобы создавать давление в соответствии с действительным, прибор должен иметь приспособление для его регулирования. Существенное влияние на показатель фильтрации оказывает скорость циркуляции жидкости, которая также не учитывается при измерении фильтрации в указанных приборах. Для приведения прибора в соответствие с действительной скоростью прибор должен иметь механизм для её регулирования. С увеличением глубины температура в скважине возрастает. Повышение температуры растет водоотдача, что также нужно учитывать при определении показателя фильтрации.
Таким образом, для определения действительного показателя фильтрации необходимо иметь прибор с механизмом регулирования давления, скорости циркуляции бурового раствора, его температуры. К приборам в которых можно регулировать давление исследуемой жидкости, относится прибор ФЛР-1 фильтр-пресс. Фильтр-пресс ФЛР-1 Прибор работает следующим образом. Раствор из нагнетательной линии через кран 1, фильтр 3 и открытую задвижку 2 направляется в кольцевое пространство, образованное корпусом 4 и фильтром 5. Площадь цилиндрической поверхности фильтра равна площади фильтровальной бумаги для прибора ВМ-. Преодолевая сопротивление пружины редукционного клапана 6 отфильтрованная жидкость стекает в измерительный цилиндр 7. Циркулирующая жидкость через распределительную муфту 8 удаляется из системы. Давление контролируется монометром 9.
Когда температура пробы достигнет заданной, увеличьте давление в верхнем устройстве, работающем под давлением до 600psi, и откройте нижний клапан, чтобы началась фильтрация, одновременно включив таймер или секундомер. При желании, можете измерить мгновенную фильтрацию за 2секунды. В процессе измерения противодавление может повышаться выше 100psi, во избежание этого периодически осторожно сливайте часть фильтрата в мерный цилиндр. Запишите его общий объем. Объем фильтрата должен быть приведен к площади фильтрования, равной 7,1дюйм2. Если площадь фильтрования равна 3,5дюйм2, объем фильтрата следует умножить на 2. По окончании опыта закройте оба клапана. Закройте редукторы высокого давления, выкрутив винты до свободного хода. Стравите давление на верхней и нижней линии высокого давления до нуля, открыв выпускные краны барашками с насечкой. Предупреждение: В фильтрационной камере все еще остается давление около 500psi. Удерживая в вертикальном положении камеру, осторожно вытащите, охладите до комнатной температуры, а затем стравите давление. С целью принятия мер по сохранению фильтровальной бумаги, переверните камеру, открутите крепежные винты по окружности и вытащите нижнее дно. Осторожно достаньте фильтрационную корку и промойте слабой струей воды от избытка раствора, определите ее толщину с точностью до одного миллиметра и запишите результат.
Очистка забоя. Большинство типов растворов позволяет эффективно вымыть из скважины выбуренную породу, а также вынести ее на поверхность. Качество и степень очистки определяется физико-химическими свойствами составов, а также геологическими особенностями, поэтому в приготовлении нужно учесть и состав пород месторождения. Создание очистного слоя на стенках ствола. Формируемая корка имеет невысокую проницаемость, поэтому она обеспечивает устойчивость песков в верхней зоне разреза и разделяет скважину и проницаемые слои. Предупреждение проявлений нефти, газа и пластовой воды. Защита от обвалов стенок, которые могут произойти в случае наличия в составе пород неустойчивой глины. Еще одно назначение — обеспечение высокого качества вскрытия горизонтов: большинство видов современных растворов позволяет не допустить их загрязнения в процессе бурения, а также избежать полного закупоривания, делающего разработку очень трудной. Снижение затрат на фиксацию при помощи колонн. Получение данных для анализа при работе разведывательных скважин является одним из вспомогательных назначений раствора; предметом изучения является шлам и выносимые части породы. Повышение устойчивости труб и оборудования к коррозии. Последнее назначение — обеспечение техники безопасности в процессе разработки и минимизация вреда для окружающей среды и экологической обстановки района. Виды и типы буровых растворов Современная классификация включает следующие виды жидкостей для промывки: Растворы на основе воды. В эту категорию выделяют безглинистые составы техническая вода, растворы, суспензии и средства на основе полимеров , глинистые вещества на основе пресной, минерально воде, гипсовые, глиняные и хлорные растворы. Растворы на неводной основе: составы с углеводородами, нефтепродуктами с минимальным содержанием газа.