Министерство
образования и науки Российской
Федерации
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАОЧНО-ВЕЧЕРНИЙ
ФАКУЛЬТЕТ
Управление
качеством промывочных жидкостей. Поверхностное
натяжение
РЕФЕРАТ
по дисциплине
Прикладная
физическая и коллоидная химия в бурении
Выполнил
студент группы Нбз-10-2
Сазонов
Д. Б.
Проверил
профессор Шевченко Е. И.
2013 г.
Содержание
Введение.......................................................................................................................3
- Управление качеством промывочных жидкостей.........................................5
- Поверхностное натяжение промывочных жидкостей………………………8
- Заключение.................................................................................................................10
- Список литературы....................................................................................................11
-
- Введение
- Буровой раствор не может в одинаковой мере выполнять все функции. И главное не всегда это необходимо. Поэтому для конкретных условий бурения определяется набор основных функций бурового раствора и те свойства, которые обеспечат их выполнение. Задаче получения заданных свойств должны быть подчинены все работы по подбору рецептур (состава) раствора и их регулированию. При этом необходимо сохранить на приемлемом уровне остальные параметры промывочного агента.
- Заданные свойства жидкости получают, подбирая состав и вид компонентов. Наибольшую сложность представляет получение дисперсных буровых растворов, так как здесь очень важное значение имеет степень дисперсности твердой фазы и характер ее взаимодействия с остальными компонентами. Изменяя степень дисперсности, можно при одном и том же составе бурового раствора в широких пределах варьировать некоторыми и в первую очередь реологическими свойствами промывочного агента.
- В процессе бурения буровой раствор взаимодействует с разбуриваемыми породами, пластовыми водами, подвергается воздействию механических нагрузок, температуры, давления, атмосферного воздуха, осадков. В нем происходят внутренние процессы, связанные с ослаблением электрических зарядов на частицах и старением составляющих компонентов. Все это приводит к ухудшению свойств раствора, он теряет способность выполнять необходимые функции. Поэтому в процессе бурения требуется восстанавливать и поддерживать его необходимые свойства.
- Нередко чередование пород в геологическом разрезе вызывает необходимость в изменении некоторых функций бурового раствора. Поэтому, если можно не заменять раствор, его свойства регулируют в процессе бурения на подходе к соответствующему интервалу.
- В процессе бурении на буровой раствор влияет выбуренная порода: частично путем распускания в жидкости, частично путем химического воздействия.
- Буровой раствор могут разбавлять пластовые воды. На нее воздействует высокая пластовая температура.
- В процессе всех этих воздействий в буровом растворе происходят сложные физико-химические процессы, изменяющие ее свойства. В связи с этим необходимо контролировать способность раствора
осуществлять необходимые функции путем
измерения ее параметров в процессе бурения
скважины и при необходимости восстанавливать
их соответствующими способами.
- 1. Управление
качеством промывочных жидкостей
- Качество — это совокупность характеристик продукции, в данном случае показателей свойств бурового раствора, обуславливающих его пригодность удовлетворять установленные и предлагаемые потребности.
- Обоснование выбора свойств буровых растворов, определяющих эффективность выполнения ими требуемых в тех или иных геолого-технических условиях бурения функций, а также установление допустимых пределов изменения показателей выбранных свойств (регламента) в процессе бурения — важнейшие задачи этапа проектирования технологии промывки скважин.
- Для решения этих задач необходимо иметь четкие представления обо всех свойствах буровых растворов, влиянии этих свойств на выполнение буровым раствором тех или иных функций, а также о существующих показателях и методиках оценки различных свойств буровых растворов.
- Качество бурового раствора главным образом определяется геолого-техническими условиями бурения скважины или ее отдельного интервала.
- К геологическим элементам относятся: минералогический состав и физико-технические свойства горных пород (прочность, влажность, проницаемость, пористость, абразивность, набухаемость, размокаемость, трещиноватость и др.); степень и состав минерализации подземных (поровых) вод; агрессивность пластовых флюидов; пластовое давление; давление гидроразрыва пластов; температурные условия пластов и др.
- К техническим элементам относятся: способ бурения; глубина скважины; диаметр скважины; зенитный и азимутальный углы скважины; зазор между бурильными трубами и стенками скважины; техническое состояние бурильных труб и др.
- К технологическим элементам относятся: параметры режима бурения; тип породоразрушающего инструмента; механическая скорость бурения; способ вскрытия продуктивного пласта; величина проходки за рейс и др.
- Как известно идеального раствора, соответствующего всем геолого-техническим условиям и технологии бурения скважины не существует. Раствор не может в одинаковой мере выполнять все вышеперечисленные функции, поэтому для конкретных условий бурения определяется набор основных функций, т.е. свойства которые обеспечивают их выполнение.
- Требуется оптимизировать качество бурового
раствора, путем его химической обработки
и придания, заданных физико-химический
и технологических свойств для обеспечения
качественного и безаварийного бурения
скважин.
- Чтобы бурить быстрее, лучше, дешевле и при этом минимизировать объем отходов и их экотоксичность необходима оптимизация качества буровых растворов.
- Проблемы оптимизации качества бурового раствора заключается в следующем:
- обоснование общей совокупности свойств и показателей, необходимых и достаточных для всесторонней оценки качества промывочных жидкостей с позиций известных и перспективных позиций их функций, расходы ресурсов и их приготовление и эксплуатацию, выполнения ими требований безопасности труда и охраны окружающей природной среды;
- разработка и совершенствование методов и технических средств измерения показателей функциональных, ресурсопотребляющих, экологических и других свойств промывочных жидкостей, всесторонне характеризующих их качество;
- определение геолого-технических условий бурения с позиций требований к качеству промывочных жидкостей;
- формирование групп показателей свойств промывочных жидкостей, подлежащих обязательному регламентированию в каждом из типов геолого-технических условий бурения;
- разработка научно-методических основ регламентирования значений показателей различных свойств промывочных жидкостей;
- разработка и совершенствование методов оценки влияния на качество промывочных жидкостей возмущающих воздействий (выбуренных пород, пластовых флюидов, температуры и др.);
- создание алгоритма комплексной (обобщенной) оценки качества промывочных жидкостей;
- исследование степени влияния субъективных факторов на объективность и точность оценки качества промывочных жидкостей;
- исследование взаимосвязи между качеством промывочных жидкостей и качеством составляющих их компонентов, разработка и совершенствование методов и технических средств оценки качества основных компонентов промывочных жидкостей;
- создание реальных условий для формирования информационных массивов промывочных жидкостей различных компонентных составов силами буровых предприятий и программного обеспечения для автоматизированного решения задач оценки качества промывочных жидкостей, а также выбора их оптимальных составов в многоальтернативных ситуациях;
- исследование взаимосвязей между качеством и стоимостью 1 м3 промывочной жидкости, качеством промывочной жидкости и стоимостью 1 м бурения и т.д.;
- создание отраслевых (межотраслевых) руководящих и методических материалов по оценки качества промывочных жидкостей.
- Концепция выбора и обоснование типа бурового раствора
- определение геолого-технических условий бурения скважин;
- формулирование требований к буровым растворам;
- анализ имеющегося опыта бурения;
- изучение конъюнктуры рынка;
- аналитический подбор оптимальной рецептуры;
- оценка экологической безопасности;
- разработка нормативной документации (регламент, инструкции).
- Выбору типа, компонентного и долевого состава, а также рецептуры приготовления бурового раствора должны в обязательном порядке предшествовать лабораторные испытания оценки качества материалов, используемых для приготовления буровых растворов и самих растворов.
- 2. Поверхностное
натяжение промывочной жидкости
- Поверхностное натяжение промывочной жидкости необходимо определять при использовании поверхностно-активных веществ для понижения твердости горных пород в процессе бурения, а также в качестве компонентов промывочной жидкости, например эмульсионных растворов.
- Поверхностная активность, то есть способность понижать поверхностное натяжение промывочной жидкости, — одно из основных свойств ПАВ. Уменьшение сил поверхностного натяжения позволяет промывочной жидкости пр<span
style=" font-family: 'Times New Roman', 'Arial'; font-size: 14pt; font-weight: bold;
font-