Основы бурения нефтяных и газовых скважин - Промывочные жидкости

Промывочные жидкости

 

 Основные функции промывочной жидкости:

1)     очистка забоя скважины от выбуренной породы и вынос ее на поверхность;

2)     создание противодавления на стенки скважины, и следовательно. предотвращение обвалов породы и проникновения в скважину пластового флюида из разбуриваемых пластов;

3)     охлаждение долота, турбобура, электробура и бурильной колонны;

4)     смазывание трущихся деталей долота, турбобура;

5)     передача энергии турбобуру (при турбинном способе бурения).

 

Всем этим требованиям удовлетворяет как вода так и. так и глинистый раствор, однако эффективность применения их различна. Глинистый раствор выполняет еще две очень важные функции: 1) глинизирует стенки скважины. удерживает обломки выбуренной породы во взвешенном состоянии при прекращении циркуляции.

Вода как промывочная жидкость имеет два недостатка 1) так как вода неспособна, удерживать во взвешенном состоянии обломки выбуренной породы при прекращении циркуляции, возникает опасность прихвата бурильной колонны; 2) так как не обеспечивается должное гидростатическое давление на стенки скважины, могут возникнуть обвалы.

При разбуривании продуктивного нефтеносного горизонта в качестве промывочной жидкости нельзя использовать воду, так как интенсивная фильтрация ее в продуктивный горизонт затрудняет вызов притока нефти из пласта в скважину после окончания бурения.

Кроме воды и глинистого раствора, в особых условиях бурения (в продуктивных горизонтах, в солевых или набухающих сланцевых толщах, при отборе керна) применяют промывочные жидкости, приготовленные на нефтяной основе (РНО), солевые и полимерные растворы.

Качество промывочной жидкости характеризуется плотностью, вязкостью, водоотдачей, толщиной глинистой корки, статическим напряжением сдвига, стабильностью и суточным отстоем, содержанием песка.

Плотность – параметр, с помощью которого  определяется гидростатическое давление, создаваемое столбом раствора в скважине на данной глубине.

При разбуривании продуктивных горизонтов с высоким пластовым давлением, а также пород, склонных к обвалам, возникает необходимость повышать плотность промывочных жидкостей. Для их утяжеления применяют различные минералы, добавляемые в раствор в виде порошков. В качестве утяжелителей в большинстве случаев применяют барит (плотность 4,5т/м3) и гематит (плотность 5,19-5,28 т/м3).

Вязкость – параметр, характеризующий свойство раствора оказывать сопротивление его движению. При бурении в пористых, трещиноватых породах с небольшим пластовым давлением, поглощающих промывочную жидкость, высокая вязкость последней способствует закупорке пор и каналов в пласте. При бурении в пластах, содержащих газ, приходится уменьшать вязкость для лучшего прохождения пузырьков газа через столб жидкости.

Водоотдача – способность раствора при определенных условиях отдавать воду пористым породам.

Стабильность характеризует способность раствора сохранять плотность длительное время.

Суточный отстой характеризует коллоидные свойства промывочной жидкости. Для высококачественных растворов значение суточного отстоя должно быть равно нулю.

Содержание песка – это содержание в растворе частиц породы, не способных растворяться в воде.

 

Химическая обработка раствора.

 

С целью улучшения качества растворы обрабатывают химическими реагентами. Большинство этих реагентов по характеру их действия на растворы можно разделить на две группы: 1) понизители водоотдачи растворов; 2) регуляторы структурно-механических свойств растворов (вязкость).

Реагенты – понизители водоотдачи: углещелочной реагент (УЩР), сульфит спиртовая барда (ССБ), карбоксилметилцелюлоза (КМЦ) и т.д.

Реагенты – регуляторы структурно-механических свойств растворов: жидкое стекло, поваренная соль, гашеная известь, мел и т.д.

Раствор приготовляют в механических или гидравлических мешалках на буровой или централизованно на глинозаводе.

Для очистки глинистого раствора от обломков выбуренной породы, примесей газа и абразивных частиц широко используют механические способы (вибрационные и конвейерные сита (рис. № 14), гидроциклоны для удаления наиболее мелких частиц, песко - илоотделители, дегазаторы) а также осаждение частиц в амбарах и при малой скорости течения в желобах. Вибрация сетки на виброситах помимо отсева шлама снижает вязкость раствора.

clip_image028


Эффективным очистным устройством является гидроциклон.