цемент для «горячих» скважин с температурой испытания - 75оС.

По плотности ТР делят на: легкие - до 1,3 г/см³, облегченные - 1,3 - 1,75 г/см³; нормальные - 1,75 -1,95 г/см³; утяжеленные - 1,95 -2,20 г/см³; тяжелые - больше 20,20 г/см³. По срокам схватывания делят на: быстро схватывающиеся, ускоренно схватывающиеся, нормально схватывающиеся, медленно схватывающиеся. БР: глинистые и меловые общего назначения (слабо и высоко минерализованные, стаб. и нестаб.); глин. р-ры спец назн. (извест, гипсов, хлоркальц, калиевые, малосиликатные, глицериновые, малоглин., недиспергир. малоглин.); безглинистые (недиспергир, полимерсолев, р-ры электролитов, гидрогели солей, вода); р-ры на УВ основе (известк-битумн, полимерсолев, газообразные – аэрированные, пенные или воздух)

Растворы для нормальных условий и для сложных геол. условий.

3. Дисперсная система — это система, образованная из двух или более фаз, которые совершенно или практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Первое из веществ мелко распределено во втором. По агр. сост. фаз: Г/Г-не образ. Ж/Г-аэрозоли: облака. Т/Г-аэрозоли порошки(пыли, дымы). Г/Ж-газ. эмульсии и пены. Ж/Ж-эмульсии (нефть, молоко). Т/Ж-суспензии и золи. Г/Т-пористые тела. Ж/Т-капиллярные системы. Т/Т-тв. гетероген. системы. Системы с одинаковыми по размерам частицами дисперсной фазы называются монодисперсными, а с неодинаковыми по размеру частицами — полидисперсными. По взаимод. м/у частицами фазы: свободнодисперсн. (частицы дисп фазы не связаны и могут своб. перемещаться. аэрозоли, суспензии, эмульсии) и связнодисп. (одна из фаз структурно закреплена и не может перемещаться свободно – гели, студни, пены, капил.-пористые тела, твёрд. р-ры). По степени взаимод. дисп фазы и среды: лиофильн – сильно выражено взаимод частиц дисп фазы с растворителем (глина+ПАВ, р-ры высокомол. соед), лиофобные – слабо выражено взаимод. частиц дисп фазы с раств-лем. Дисперсность - степень раздробленности, определяемая величиной, обратной поперечному размеру частицы; чем мельче частицы, тем больше дисперсность. Или: величина, обратная размеру частиц дисперсной фазы. Грубодисперсные (10^-4-10^-7м), коллоидно-дисп (-7..-8) молекулярн. и ионные (<10^-9)

4. Свойства дисп систем разных типов: Грубодисперсные – непрозрачные, отражают свет, частицы не проходят фильтр, задерживаются ультрафильтром, гетерогенные, стареют. Коллоидно-дисп – прозрачные, опалесцирующие – рассеивают свет, частицы проходят через бумажный фильтр, задерживаются ультрафильтром, гетерогенные, стареют. Молек. и ионные – прозрачные, неопалесцирующие, частицы проходят через бумажный фильтр, проходят через ультрафильтр, гомогенные, не стареют.

5. Методы получения дисперсных систем. Диспергационный (дробление, измельчение). Суть: преодоление межмолек-ных сил и накопление свободной поверхностной энергии за счёт внешней механ. работы. Работа, необх. для диспергирования состоит из работы, потраченной на объём деформирования тела и работы образования новой пов-ти. Работа Ребиндера W=Wдеф+Wп. Wдеф=kV: k-коэф. проп-ти, равный работе объёмного деформирования единицы объёма конденсированного тела. Wп=σ*ΔS; ΔS – площадь образовавшейся пов-ти, сигма – пов-тное натяжение.Процесс разрушениясилы взаимод. м/у частицами (адсорбц понижение прочности ТВ. тел) – эффект Ребиндера. Рез-т – облегчение деформирования ТВ. тела. ПАВы помогают разрушить мат-л и стабилизируют дисп состояние, т.к. покрывая пов-ти частиц, они уменьш. возм-ть их слияния. Поэтому высокодисп. состояние. Аппараты – дробилки, ступки, мельницы, центрифуги, форсунки. Недостаток – нельзя получить макс. дисперсность. Конденсация – образ. гетерогенной дисп системы из гомогенной в рез-те ассоциации молекул, атомов или ионов в агрегаты. Гетерогенная конд. – на уже имеющейся пов-ти (стенки сосуда…), частицах посторонних веществ. Гомогенная – на пова-ти зародышей, возникающих самопроизвольно в рез-те флуктуацииплотности и концентрации вещ-ва в системе. В осн. в бурении прим. гетероген. конд. Р-р д.б. пересыщенным. Скорость образ. зародышей должна быть больше скор. роста кристаллов. Это достигается путём введения КМЦ, КССБ различных марок при сильном перемешивании. Природа ф-х взаимод. в ПЖ опред-ся действующими межатомными и молекуляр. силами. Они опред. св-ва и хар-р взаимод компонентов. 5 видов: ковалентное, ионное, водородное, металлическое, молекулярно-поляризационное.

6. Жидкая фаза бур. р-ров. В бур. практике в качестве ж. фазы применяется вода или УВ ж-ти (нефть, дизель). Св-ва воды: плотность повыш при повыш t. Максимум при 4 град.; Скачкообразное повыш теплоёмкости при плавлении, сопровождаемым не расшир, а сжатием; Вязк уменьш при повыш давления до 200-300 МПа в интерв t от 0 до 30 град. Эти св-ва связаны с её структурой, кот заключается в наличии водор связи. Образ-ся мол-лы Н2О-следствие существования неподелённых пар. Благодаря налич водор связей и тетраэдрич хар-ру структуры в распред её мол-л отмечается высокая степень упорядоченности. Они объединяются в рои. Внутренняя часть роя содержит мол-лы воды, сохр и не наруш водор связи. С пониж t тепловое движ частиц замедляется, происх восстан разорванных связей. Некоторые ГП, практически нерастворимые в воде, хорошо растворяются в концентриров растворах промыв ж-ти.

УВ фазы. Алканы, циклоалканы, ароматич соединения. УВ ж-ти – неполярные растворители, слаборастворимы в воде. Строение УВ определяет хар-р и св-ва ПЖ. Изменяя состав, можно регулировать дисперсность.

7. Твёрдая фаза БР. Нля промывки СКВ часто применяют суспензии. Их осн св-ва определяются составом дисперсной тв. фазы. В кач ТВ фазы применяют высокодисп разновидности глин. Основу слоистого строения глинистого минерала составляют кремниекислородные тетраэдрич и алюмогидроксидные октоэдрич сетки. Хим состав глины: это водные силикаты (содерж кристализ воду). Суммарное содерж глинозёма, кремнезёма и воды-75-90%. Остальное-Na,K,Ca,Mg,Fe. Группы минералов: 1) монтмориллонит (м-т, бейделит, сапанит, гектарит, соконит..) Замещение части атомов Al ат-ми Mg. Созд избыточный «-» заряд в решётке. Компенсируется в межпакетном пространстве катионами K,Na,Ca,Mg… 2) гидрослюды (гидромускалит, гидробиотит) крист решётка похожа на м-т, но имеет большое число изоморфных замещений. Гидратац слюд и увел объёма, кот меньше, чем у мон-та, происх в рез-те монообменных реакций только на внешних, механич разорванных гранях. 3) каолениты (каоленит, гиккит, наклит…) имеет двухслойную крист решётку без зарядов изза отсутствия изоморфн замещений. Большая часть атомов О2 замещена на ОН. М/у слоями возн прочн водор связи, препятствующие внутрикрист разбуханию решётки, поэтому каоленит трудно диспергируется. 4) палыгарскит. Игольчатая форма. Не набухает. Спос-ть диспергироваться и образовывать суспензии в соленасыщенной воде. Глинопорошок – высушенная и измельчённая глина с добавками или без добавок хим реаг. Глинопорошки из бентонитовых глин (ПБ), палыгорскитовых (ПП), каоленит-гидрослюдистых (ПК). Если есть реагенты - порош модиф-ый. Na2CO3, M-14BB, метас и др. Они увел выход р-ра. Последняя буква в марке – А,Б,В,Г – делит порошки по выходу р-ра. ПБ-набухание обратимо. ПК-с большей пл-тью. Причины катионного обмена: 1)наруш связей и краёв обуславливает возн нескомпенс-ных зарядов.

2) Замещ внутри крист решётки Si – Al, Al – Mg. Это приводит к возн заряда в структ ячейке. 3) Замещ Н2 наружного гидроксида на соотв катион. Такой ион. обмен характерен для галвазита. Замещаемость зависит от t. С повыш t ион K, H труднее замещ, в отлич от Mg, Ca. Набухание облегчает движ ионов. С увел V иона увел его поляриз-ть и он может ближе подойти к эл заряж пов-ти глин. С пониж R уменьш степень гидратац. Обм. процессы влияют на вязк, стаб-ть, киксотроп.

8. Функц. свойства БР: Пл-ть – масса ед. объёма р-ра. Опред гидростат давл на забой. Оно д.б. чуть больше пластового и обеспеч устойч ствола (ареометр, плотномер, пикнометр) Пок-ль фильтрации (см³/мин) величина, косвенно характериз-я спос-ть р-ра отфильт-ться ч/з стенки ствола скв, определяемая кол-вом дисп среды, отфильтр-ой под действием перепада давл за опред время. (Фильтр-пресс, центрифуг..). Толщина фильт корки-толщина, отлож на огран пов-ти прониц перегородки под действ опред перепада давл за опред время. Реология-наука о течении ж-ти. Ньют ж-ти – не содержат частицы больше мол-лы (вода, нефть, глицерин) Неньют ж-ти – ПЖ, содержащие частицы крупнее молекул: псевдопластичн. и вязкопластичн. СНС-[Па] велич, хар-ая прочностное сопротивление бур р-ра, наход-ся в покое заданное время, определяемая касательным напр сдвига соответствующим началу разрушения его структуры. Касат напр сдвига – хар-ет сопрот р-ра сдвигу, определяемая силой, вызывающейэтот сдвиг и приложенной к ед. пов-ти сдвига. ДНС – хар-ет прочностное сопротивл р-ра течению, определяемая отрезком на оси касат напряжения сдвига, отсекаемым прямой, отображ-ей зав-ть касательной напряж сдвига от градиента скорости сдвига. Усл вязкость – [с] – косвенно хар-ет гидравл сопротивление течению, определяемая временеи истечения заданного V БР ч/з вертик трубку. Пластическая вязкость (Па-с) - темп роста касательных напряжений сдвига при увеличении скорости сдвига. Эффективная вязкость - величина, косвенно характеризующая вязкость бурового раствора, определяемая отношением касательного напряжения сдвига к соответствующему градиенту скорости сдвига.

Коэф пластичности[с^-1] Этот пок-ль поддерж-ся за счёт сниж пластич вязк. С увелич Кп увелич транспортир-я спос-ть, гидродин давл струи, что обеспечивает более эффективное разрушение ГП

9. Методы определения парам БР. Пл-ть – пикнометр (измерение основано на взвешивании находящегося в нём вещества. Точный). ареометр и плотномер – полевые. СНС – ротационный вискозиметр, СНС-2, широметр. Вязкость – вискозиметр. Показатель фильтрации-фильтр-пресс, центрифугирование, фильтрационный прибор ВМ-6, отстаивание.

Классификация и назн хим реагентов: 1. Понизители фильтрации. Отн. к полимерам с достаточно гидрофильной пов-тью, представляющих собой анионоактивные полиэлектролиты природного (крахмал, смолы), полусинтетического (КМЦ) и синтетического (акрилаты) происхождения, облад в жидк виде псевдопластичн св-ми, т.е. при увели сдвигаемых напряжений происходит сниж вязкости. 2. Понизители вязкости (пептизаторы) При исп.БР часто наблюд рост вяз-ти и предельн стат напр сдвига из-за наличия высок содерж глин фазы, элект-тов и повышенной t, мех дисп-ния и образования осадка при связ ненужных катионов. Лигносульфонат или сульфит-спиртовая барда (ССБ) является многотонажным отходом целлюл-бумаж пром-ти. Так как ССБ имеет кислую реакцию, то она может использоваться как регулятор щелочности, а также для предотвр солевой и t флокуляции бентонита.

3. Регуляторы щелочности. Каустическая сода (NaOH) -бесцветн, непрозрач кристаллич масса, хорошо раствор в воде, с большим выдел тепла. Небольшая добавка щелочи (до 0.2% на сух.) вызывает временное дисперг-ие глин частиц, увел электрокинетич потенциала и влияет на вязкость БР. Гидроксид калия (КОН) предст собой белые чешуйки или гранулы. Прим для повыш рН и частичного носителя иона К⁺ в калиевых буровых растворах. 4. Реагенты, связыв-е ионы кальция и магния. Карбонат натрия, кальцинир сода Na₂C0₃ - белый мелкокристаллический порошок, применяется для удаления агрессивных ионов Ca и Mg, попадающих в БР с пласт водами, и цементом, а также для повыш рН пресных БР. 5. Пеногасители. Осн прич вспенивания БР явл: поступление газа в раствор при разбур газовых и газо-водонефтяных гор-тов; физ-хим взаимод БР с солями, а также при обработке пенообразуюшими реаг-ми; (Т-80, П-79, Стеарат алюминия). 6. Смазочн добавки предн для уменьше крутящ момента колонны БТ, увелич стойкости трущихся метал пар и предотвращ прихватов.(Нефть или графит). 7. Эмульгаторами являются мыла жирных, нафтеновых и сульфонафтеновых кислот, ПАВ, смазочн добавки. Сульфонол НП-1 - синтетич ПАВ в виде порошка, хорошо растворим в воде с образ пены и в нефти.

Полиэтиленэмин (ПЭЙ). Изготовляется из отхода целлюл-бумажн пром-ти) путем его обработки 50% -пой водной суспензией оксидов кальция и магния. Применяется в качестве эмульгатора буровых растворов (взамен эмультала), а также эффективного флокулянта твердой фазы.8. ПАВ вещ-ва, способные снижа пов-ое натяж на границе жидкой пли твердой пов-ти раздела фаз.

11.

Дата добавления: 2015-10-29