49. Блок трехступенчатой очистки бурового раствора бо-2

Назначение:

Предназначен для очистки и транспортирования бурового раствора от устья скважины до входа в промежуточные или приемную емкость при бурении нефтяных и газовых скважин. Применяется в составе циркуляционных систем буровых установок любого класса.

Состав блока:

1. Резервуар V=50 м.куб. -1шт.  2. Вибросито -1шт.  3. Дегазатор "Каскад-40" -1 шт.  4. Илоотделитель ИГ-45М -1шт.  5. Гидроциклон ГЦ-360 -1шт.  6. Насос ВШН-150 -2шт.  7. Перемешиватель ПБР-7,5 -1шт.  8. Перемешиватель гидравлический 4УПГ -1шт.  9. Вентилятор -1шт.  10.Каркас укрытия -1к-т.  11.Укрытие -1к-т.

50. ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ И КОРКООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА Процессом фильтрации называют процесс разделения фаз дисперсной системы, происходящий при движении системы через пористую среду, размер пор которой того же порядка, что и размер частиц дисперсной фазы или меньше их.

Объем фильтрата принято измерять через 30 мин после начала процесса. Логарифмическая зависимость позволяет ускорить измерение: объем фильтрата, выделившийся через 7,5 мин, практически равен половине объема, получаемого после 30 мин фильтрации. Различают статическую и динамическую фильтрацию. В первом случае единственным видом движения дисперсной системы над фильтрующей поверхностью является ее постепенное поступление в пористую среду. При динамической фильтрации дисперсная система принудительно, например с помощью мешалки, перемещается относительно фильтрующей поверхности и при достаточно высокой скорости размывает фильтрационную корку. Уменьшение толщины последней вызывает рост скорости фильтрации. Существующие приборы для измерения водоотдачи делятся на работающие под давлением и работающие под вакуумом. Первые подразделяются на приборы, измеряющие статическую водоотдачу, и приборы, измеряющие динамическую водоотдачу (в процессе циркуляции над фильтром). Последние сложны и пока используются лишь в научных исследованиях наиболее распространенным в практике разведочного бурения приборам относятся ВМ-6 (рис. 6.8.), в которых водоотдача измеряется в статическом состоянии при перепаде давления 0,1 МПа. За показатель фильтрации принимается количество жидкости, отфильтровавшейся через круглый бумажный фильтр площадью 28 см2 за 30 мин51. Пескоотделитель представляет собой целиндро-конический проточный аппарат без вращающихся частей.  Подача раствора для очистки в гидроциклонах осуществляется из подающего коллектора под необходимым давлением. В результате ввода питания по спирали в гидроциклонах происходит вращение жидкой среды с большой скоростью. Под давлением центробежной силы, создающейся от вращения среды, крупные и тяжелые частицы (песок) концентрируются у стенок гидроциклона, перемещаются вниз и в виде сгущенных песков разгружаются через насадки, а основная часть очищенного раствора направляется в отводящий коллектор. ГЛИНООТДЕЛИТЕЛЬ (а. clay separator; н. Tonabscheider; ф. separateur d'argile; и. separador de argillas) — устройство для удаления избытка глины, регулирования соотношения глины и утяжелителя в буровых растворах. Принцип действия глиноотделителя основан на классификации по массе суспензированных частиц глины и утяжелителя в инерционном поле. Раствор из резервуара циркуляционной системы подаётся насосом в центрифугу (гидроциклон). Сгущённый продукт (утяжелитель и часть бурового раствора) частично или полностью возвращается в циркуляционную систему, а неконцентрированная водоглинистая суспензия поступает в гравитационный отстойник, с помощью которого регенерируется техническая вода. Глиноотделитель удаляет из обрабатываемой жидкости до 80% глинистых частиц, потери утяжелителя не превышают 15-20%; производительность до 2,5 л/с.

52. Для улучшения смазочных свойств буровых растворов с целью предупреждения прихватов бурового инструмента широко применяются добавки нефти и графита. В зависимости от геолого-технических условий могут вводиться различные количества указанных веществ. Добавки нефти для разных районов колеблются в пределах от 5 до 15 %, причем такая обработка проводится с расчетом получения стойких эмульсий. Графит вводится в количестве 1–2 % по массе к объему буровых растворов. Графит снижает вязкость и статическое напряжение сдвига раствора. Добавки нефти, наоборот, приводят к росту этих показателей, а также к уменьшению плотности.

Резкое улучшение смазочных свойств буровых растворов, главным образом для повышения стойкости опор долот, достигается применением специальных активных добавок, образующих на поверхностях трения смазочные слои, устойчивые к действию температур и давлений.

В последнее время широко применяется смазочная добавка к буровым растворам СМАД-1, которая представляет собой смесь окисленного петро-латума (кислотное число не ниже 40) с дизельным топливом в соотношении 0,4:0,6.

Фильтрат бурового раствора (drilling mud filtrate) - жидкая фаза бурового раствора, которая отфильтровывается в пласт-коллектор (фильтром являются порода-коллектор и глинистая корка на стенке скважины) вследствие разности давления столба жидкости в скважине и пластового давления

56. Ситогидроциклонная установка представляет собой комбинацию гидроциклонной группы гидроциклоны с осушающим виброситом и предназначена для эффективного удаления и осушения шлама. Ситогидроциклонная установка предназначен для очистки бурового раствора от выбуренной породы при бурении нефтяных и газовых скважин, получения шлама пониженной влажности. Ситогидроциклонная установка применяются в составе циркуляционных систем буровых установок при безамбарном и малоотходном бурении.

57. Земляные амбары при строительстве скважин используются для накопления, хранения и очистки от выбуренной породы технологических жидкостей. Через дно и стенки амбаров, выкопанных в проницаемых грунтах технологические жидкости или их фильтрат просачиваются в пласты и загрязняют подрусловые воды. Для исключения этого стенки и дно амбаров подвергаются гидроизоляции путем покрытия их пологами из полимерных материалов. Канавки для протока технологических жидкостей между буровым блоком и амбарами, а также между самими амбарами также подлежат гидроизоляции. Полог полиэтиленовый для гидроизоляции земляных амбаров (ППГЗА). Полога из полиэтиленовой пленки состоят из отдельных полотен шириной по 3 м , скрепленных между собой термическим методом. Полог предназначен для использования в глинистых и песчаных грунтах. Полог укладывается в отдельный многооборотный транспортный чехол, гофрами шириной по 1,5 м.

59. Центрифу́га — устройство, (машина или прибор), служащее для разделения сыпучих тел или жидкостей различного удельного веса и отделения жидкостей от твёрдых тел путем использования центробежной силы. При вращении в центрифуге частицы с наибольшим удельным весом располагаются на периферии, а частицы с меньшим удельным весом — ближе к оси вращения.

Параметры центрифуги

частота вращения

• регулировка частоты вращения

• диаметр барабана

• энергопотребление

• присутствие/отсутствие эффекта самобалансировки

• положение барабана: вертикальное/горизонтальное

60. B малоглинистых П. б. p. используются полимеры двойного действия, являющиеся стабилизаторами бентонитовых суспензий и коагуляторами высокодисперсных частиц.

61. Техническая вода - наиболее доступная и дешевая промывочная жидкость. Имея малую вязкость, она легко прокачивается, хорошо удаляет шлам с забоя скважины и лучше, чем другие жидкости, охлаждает долото. Однако она плохо удерживает частицы выбуренной породы (особенно при прекращении циркуляции), не образует упрочняющей корки на стенке скважины, хорошо поглощается низконапорными пластами, вызывает набухание глинистых пород, ухудшает проницаемость коллекторов нефти и газа.

Естественным буровым раствором называют водную суспензию, образующуюся в скважине в результате диспергирования шлама горных пород, разбуриваемых на воде.

Основное достоинство применения естественных буровых растворов состоит в значительном сокращении потребности в привозных материалах на их приготовление и обработку, что ведет к удешевлению растворов. Однако их качество и свойства зависят от минералогического состава и природы разбуриваемых глин, способа и режима бурения, типа породоразрушающего инструмента. Нередко в них велико содержание абразивных частиц. Поэтому естественные буровые растворы применяют в тех случаях, когда по геолого-стратиграфическим условиям не требуется промывочная жидкость высокого качества

62. Циркуляционная система буровой установки служит для сбора и очистки отработанного бурового раствора, приготовления новых его порций и закачки очищенного раствора в скважину. Она включает (рис. 14) систему отвода использованного раствора (желоба 2) от устья скважины 1, механические средства отделения частичек породы (вибросито 3, гидроциклоны 4), емкости для химической обработки, накопления и отстоя очищенного раствора 6,8, шламовый насос 7, блок приготовления свежего раствора 5 и буровые насосы 9 для закачки бурового раствора по нагнетательному трубопроводу 10 в скважину.

Рис. 14. Циркуляционная система бурового раствора:

1 - устье скважины; 2 - желоб; 3 - вибросито; 4 - гидроциклон; 5 - блок приготовления бурового раствора; 6 - ёмкость; 7 - шламовыйнасос; 8 - приёмная ёмкость; 9 - буровой насос; 10 - нагнетательный трубопровод.

63. На основании предыдущих разделов представляется, что бурение горизонтальной скважины сквозь слабые пласты, например, слабые песчинки и несвязанный песок, потребует большого утяжеления раствора. Это скомпенсирует большие напряжения, возникающие на стенках скважины .

Однако операторы, принимавшие участие в бурении таких пластов, указывают, что небольшой избыток плотности по сравнению с использовавшейся в вертикальных скважинах, может оказаться достаточным для поддержания устойчивости в таких пластах. Также следует учитывать необходимость минимизации давления гидравлических ударов поршневой пульсации и исключения, прихвата под действием перепаде давлений.

Неустойчивость горизонтальных скважин, пробуриваемых через слабые породы, может представить меньшие трудности, чем ожидается, отчасти из-за того, что они не действуют в «линейной эластичной» манере. Другим возможным доводом за возможный успех горизонтального бурения в таких слабых пластах является тщательное планирование и обширная практика бурения.

Состояние ствола и связанные с этим плотности буровых растворов в вертикальных скважинах следует проверять таким же образом, как и на искривленном участке. Затем можно оценить лучшую плотность бурового раствора, обеспечивающего правильность размеров ствола.

Полевые данные доказывают, что горизонтальные скважины , даже в слабых песчаниках и несвязанных песках, можно бурить при той же самой плотности бурового раствора, что и для вертикальных скважин, или при небольшом ее избытке. Однако это наблюдение базируется лишь на небольшом числе горизонтальных скважин, пробуренных в таких пластах. Было бы опрометчиво заключить, что слабые пласты никогда не представят трудностей в плане устойчивости стволов скважин.

Первым свидетельством неустойчивости ствола скважины очевидно будет заваливание при подъеме из скважины с возможным отсечением горизонтального участка. Следует определить устойчивость ствола и оценить плотность бурового раствора, если удалось пробурить и измерить нутромером первый участок в 50-100 м (165-328 фут) ствола. При планировании горизонтального участка следует учесть:

64. Способность глин к гидратации (присоединению воды), набуханию и диспергированию (дезинтеграции) определяется их минералогическим составом.

Чем легче диспергируется и сильнее гидратируется глина, тем больший объем глинистого раствора с определенной вязкостью можно получить из одной и той же массы глины.

Глины, которые легко поглощают воду, называются гидрофильными глинами, которые не поглощают воду – гидрофобными. Как рассматривалось выше, глины, применяющиеся с пресноводными системами буровых растворов, состоят из гидрирующихся слоев кремния и оксида алюминия, расположение которых несколько отличается у различных глинистых минералов. Частица глины может состоять из одного слоя или бесчисленного числа слоев, расположенных друг над другом подобно колоде карт, удерживающихся вместе остаточными силами. Находясь во взвешенном состоянии в воде, глины обнаруживают различную способность к разбуханию, что определяется их происхождением, а также химической и коллоидной природой других химических элементов.

Находясь в пресной воде, слои глины адсорбируют воду и разбухают до такой степени, когда силы, удерживающие их вместе, ослабевают так, что отдельные слои глины могут отделяться друг от друга. Расслоение частиц глины называется дисперсией. Такое увеличение числа частиц глины с увеличением суммарной площади их поверхности приводит к загустеванию суспензии.

74. Гидрофобизирующий раствор состоит из минимального количества реагентов, выпускаемых отечественной промышленностью. Основной компонент раствора — гидрофобизирующий комплексный реагент «КР-03», который представляет собой водный раствор смеси кремний- и фосфорорганических комплексов, имеет щелочную среду и придает гидрофобизирующие, модифицирующие и ингибирующие свойства различным материалам и растворам. В качестве структурообразователя используются небольшие добавки высококачественного бентонитового глинопорошка. Для обеспечения смазывающих свойств раствора используется смазочная добавка «ГЛИТАЛ», которая улучшает также фильтрационные и ингибирующие свойства раствора. С целью исключения отрицательного влияния на свойства раствора высокоминерализованной твердой фазы и пластовой воды предусмотрена обработка раствора эффективным реагентом — «НТФ». Предупреждение микробиологического заражения раствора обеспечивается бактерицидом «БД-2», который одновременно является и ингибитором сероводорода.