Lichid de forare
- sistem complex de dispersie multicomponent de suspensie, emulsie și lichide aerate utilizate pentru spălarea puțurilor în timpul forajului.
Utilizarea noroaie de foraj pentru foraj propus pentru prima dată în 1833 de către inginerul francez Flovilem care vizionarea operație de găurire cablu, în care aparatul de foraj lovit în apă a observat că amanetare apa este foarte eficient îndepărtează reziduurile de foraj din gaura de sondă. El a inventat dispozitivul, care ar fi trebuit să pompeze apă sub tija de foraj, unde butașii de foraj au fost spălați cu apă pe suprafața dintre tija de foraj și tija de foraj. Principiul a rămas neschimbat până acum.
Când circulați în puț, nămolul de foraj:
creează presiune înapoi împotriva presiunii porilor;
curăță fața de butași;
formează un tort de filtrare pe pereții puțului, consolidând astfel depozitele instabile. Reduce impactul filtratului de nămol de foraj asupra rocilor prin deturnarea straturilor de foraj și a cilindrului deschis;
să transportați butașii din puț și să îl păstrați în suspensie după ce circulația a încetat;
transferă energia hidraulică către motorul și bitul de pe gaura inferioară;
împiedică scurgerea, prăbușirea, etc;
asigură deschiderea calitativă a straturilor productive;
asigură un efect lubrifiant și anticoroziv asupra sculei de foraj;
răcește și lubretează bitul;
protecția mediului;
previne apariția complicațiilor în timpul forării (lipirea diferențială, absorbția, manifestările de petrol și gaze etc.);
furnizarea de informații privind secțiunea geologică.
Compoziția fluidelor de foraj
În practică, utilizarea apei noroaie de foraj (apă industrială, soluții de sare și polimer hidrogel, polimer-argila și nămolurile), glucide (soluție calc-bitum, emulsie inversa) și baze aerate.
Când găuriți în sedimente chemogenic nămolurile utilizate saturate cu sare, hidrogeluri, în cazul posibilei varsare și alunecări de teren wellbore - soluții inhibat, atunci când sunt expuse la temperaturi ridicate - nămolurile de căldură și fluide pe bază de hidrocarburi, care sunt eficiente, de asemenea, la deschiderea formațiunilor productive și la găurire clastic și stânci instabile chimogene.
Proprietăți și reglementarea acestora [editați] editați sursa]
Evacuarea lichidului din fluidul de foraj este caracterizată de volumul de filtrat (de la 2 până la 10 cm3) separat de soluție printr-o suprafață standard a filtrului la o cădere de presiune
100 kPa timp de 30 de minute. Grosimea turtei de filtrare (turta de filtrare), care se formează în timpul determinării pierderii de lichid, variază între 1-5 mm.
O clasă specială de reactivi este utilizată la reglarea proprietăților soluțiilor pe bază de hidrocarburi. Acestea includ emulgatori (săpunuri de acizi grași, emulți și altele), hidrofobizatori (sulfonol, amine cuaternare, compuși organosilici), reductor de filtrare (organohumați).
Pregătiți noroiul de foraj imediat înainte de forare și în timpul procesului.
Impuritățile dăunătoare din argile, care afectează stabilitatea soluțiilor de lut, sunt gipsul, sărurile solubile, calcarul.
Găurirea fluidului în puț [edit] editați sursa]
Cele mai multe fluide de foraj în operațiunile de foraj sunt reciclate în următorul ciclu:
Nămolul de foraj este frământat și depozitat în recipiente speciale.
Pompa de foraj pompează fluidul de foraj din rezervor prin șirul de foraj în puț.
Găurirea noroiului prin țevi ajunge la fundul puțului, unde burghiul sparge piatra.
Apoi noroiul de foraj începe să se întoarcă la suprafață, scoțând particulele de rocă (nămol) care au fost separate de biți.
Nămolul de foraj se ridică prin spațiul inelar - spațiul dintre pereții puțului și conducta de foraj. Diametrul tipic al țevii de foraj este de aproximativ 12,7 cm. În partea inferioară a puțului adânc, diametrul său poate fi de aproximativ 20 cm.
Pe suprafață, fluidul de foraj trece printr-o linie de retur - o conductă care duce la un ecran vibratoare.
Ecranul este alcătuit dintr-o serie de grile de metal vibratoare, care sunt utilizate pentru a separa soluția de șlam. Soluția curge prin grătar și se întoarce la iaz.
Particulele tulburelii intră în jgheab pentru îndepărtare. Înainte de evacuare, acestea pot fi curățate, pe baza unor considerente de mediu și de altă natură. Unele particule de nămol sunt selectate de geologi pentru a studia starea interioară a puțului.
O soluție de lignit de noroi de foraj este un noroi de foraj în care este introdusă o anumită cantitate de lignit cu caracter alcalin.
O soluție de var-bituminos - fluid de foraj este mediu pe bază de ulei de dispersie care este un combustibil diesel sau ulei, iar faza dispersă - bitum vysokookislenny, oxid de calciu, barită și o cantitate mică de apă necesară pentru stingere var.
O soluție ușoară este un fluid de foraj redus în greutate, ușor, care are o densitate mai mică. astfel Se utilizează pentru găurirea și uciderea puțurilor în formațiuni cu presiune scăzută a rezervoarelor.
O soluție polimerică este un noroi de foraj pe bază de apă care conține polimeri liniare cu greutate moleculară ridicată; Se utilizează, de obicei, la forarea rocilor grele.
Lichide de forare
Funcții tehnologice ale noroiului de foraj
Fluidul de foraj în procesul de foraj efectuează o serie de funcții care sunt mai variate, cu atât mai dificil procesul de foraj: mai adânc puț, instabilitatea peretelui său, peste presiunea gazului și uleiului în orizonturile forate.
Procesul de foraj este un set de diferite operațiuni care determină tehnologia de foraj, astfel încât funcțiile sunt numite tehnologice.
1 Funcțiile hidrodinamice se efectuează prin curgerea soluției în puț și sunt după cum urmează:
- în îndepărtarea butașilor (nămol) din puț;
- în transferul de energie de la pompe la motoarele din gurile de aerisire (turbodrills);
- în eroziunea rocii din fundul puțului (efect hidromonitor);
- în răcirea burghiului în timpul găurilor.
2 Funcțiile hidrostatice sunt efectuate de un fluid de foraj staționar. Acest grup de funcții include:
- crearea echilibrului hidrostatic în sistemul de cavitate - rezervor;
- reținerea particulelor de butași de foraj și a agentului de ponderare în stare suspendată atunci când circulația noroiului de foraj încetează;
- crearea presiunii hidrostatice pe pereții puțului, alcătuită din roci slab cimentate sau din plastic;
- reducerea sarcinii pe sistemul de deplasare.
3 Funcții asociate procesului de formare a cortexului
Fluidul de foraj, care este o suspensie coloidală de particule fine (faza solidă) în mediul lichid în mișcare într-o formă strat pe suprafață și în porii turta de filtrare, retardare sau împiedică continuarea curgerii soluției. Acest proces de separare a fazelor lichide și solide rezultate în colmatation (infundarea) ale pereților de foraj, numită filtrare. Acest grup de funcții include:
- Reducerea permeabilității zidurilor poroase ale puțului de foraj;
- conservarea sau întărirea legăturii dintre rocile slab cimentate;
- reducerea frecarii conductelor de foraj si de acoperire pe peretii puturilor.
4 Funcțiile fizico-chimice constau în adăugarea noroiului de foraj al reactivilor chimici speciali în procesul de forare a unui puț, numiți tratament chimic. Aceste funcții includ:
- conservarea conectivității rocilor care formează pereții puțului;
- protecția echipamentului de foraj împotriva coroziunii și abraziunii;
- conservarea permeabilității orizonturilor productive la deschiderea lor;
- conservarea caracteristicilor necesare ale fluidului de foraj în timpul forării godeului;
- îmbunătățirea forajului de piatră.
Alte funcții ale noroiului de foraj includ:
- stabilirea unei secțiuni geologice a puțului (prin compoziția tulburelii);
- conservarea regimului termic al permafrostului.
Proprietăți chimice coloidale ale fluidelor de foraj
Fluidele de forare sunt sisteme fizico-chimice formate din două sau mai multe faze. Sistemele monofazate cu două sau mai multe substanțe care nu au între componentele interfeței sunt numite soluții omogene (soluții reale). Sistemele, între fazele în care există interfețe reale, sunt numite eterogene. Acestea includ majoritatea mortarelor pentru găurire și găurire.
Faza de dispersie a unui sistem de dispersie este o substanță care este fin divizată și uniform distribuită într-o altă substanță, numită mediul de dispersie. Atât faza, cât și mediul pot fi solide, lichide și gazoase. Soluțiile de găurire și șlefuire aparțin sistemelor polidispersive, adică având particule de fază dispersată de diferite mărimi.
Gradul de dispersie a particulelor este caracterizat de dispersia, A este cantitatea inversă a dimensiunii transversale a particulei, d (cm-1). Cu cât dispersia este mai mare, cu atât este mai mare interfața totală a fazei.
Gradul de dispersie a sistemului este împărțit în foarte dispersat (coloidal) și foarte dispersat. Dimensiunea particulelor coloidale este în intervalul de 1x10-5 - 1x10-8 cm.
Din sistemele dispersate, suspensiile, emulsiile și lichidele gazoase sunt utilizate ca noroi de foraj.
Suspensiile sunt lichide turbidite cu particule de materie solidă suspendate în ele.
Emulsiile sunt sisteme lichide multifazice în care cele mai mici picături ale altui lichid sunt într-un fluid în stare suspendată. Aceste sisteme sunt instabile. Emulsiile pot exista numai în prezența agenților tensioactivi - substanțe de suprafață (emulgatori). Acestea sunt distruse ca urmare a procesului de coaliție, adică lărgirea particulelor fazei dispersate în urma fuziunii între ele.
Un fluid aerat este un sistem multifazic care conține o fază dispersată sub formă de bule de aer. Dacă aerul joacă rolul unui mediu, atunci astfel de lichide se numesc spume.
Lichidul de forare este denumirea tehnologică a unui sistem complex de dispersie multi-componentă de lichid, emulsie și lichide aerate utilizate pentru spălarea puțurilor în timpul forării.
Atunci când circulă în fluidul forajul curăță fața detritusul de foraj transportă butași din puț și o menține într-o stare suspendată la oprirea circulatiei, se activeaza procesul de rupere bit roca previne moloz, cade și al. Oferă deschidere orizonturi productive calitative oferă un lubrifiant și acțiunea anticorozivă asupra sculei de găurit, rotește motoarele cu puț de fund.
Eficacitatea noroaie de foraj depinde de proprietățile lor, care includ densitatea, vâscozitatea, pierderea de fluid, tensiunea de forfecare statica si altele. Densitatea fluidelor de foraj și de foraj este măsurată prin hidrometrul 900-2500 kg / m3. vâscozitate relativă este determinată de expirarea unui volum predeterminat de nămol dintr-o pâlnie standard, (VI-5); viscozitate efectivă măsurată cu un viscozimetru rotativ, reflectă raportul dintre tensiunile de forfecare în viteza de curgere și gradientul curent (media 600 s-1) și cantități de 1-100 cP. Rigiditatea gelului (tensiune necesară pentru a rupe structura soluției și a început să curgă) este măsurată prin vascozimetru în intervalul 0 până la 20 Pa. Pierderea de fluid fluidelor de foraj se caracterizează prin volumul permeat (2 până la 10 cm3), care separă din soluție prin suprafața de filtrare standard la o diferență de presiune asupra
Pentru a asigura eficiența de foraj (în funcție de condițiile specifice geotehnici) proprietățile fluidelor de foraj este controlată prin modificarea raportului conținutului fazei dispersate și mediul de dispersie și introducerea acestor materiale speciale și substanțe chimice. Pierderea de lichide, reduce hidratarea, umflarea si pierderea stabilitatii a rocii, fluide de foraj, pe baza de apa reducții pierderilor de fluid tratate: (. metasom et al) reactiv-lignină alcalină, condensat vinasă sulfit-alcool, carboximetil celuloză, hidroxietil celuloză, amidon modificat, polimeri acrilici. Reglementarea proprietăților reologice ale fluidelor de foraj care asigură reducerea rezistenței hidraulice în timpul circulației fluidului, de compensare inferioară a butașilor, reducând eroziunea pereților de foraj, se realizează prin introducerea reducții viscozitate (oxidat lignosulfonat substituit, lignosulfonat de ferocrom, nitrolignin, polifenoli, fosfați) și structurants (bentonită, paligorschita, azbest și altele). Pentru a preveni vodoneftegazoproyavleny la presiuni anormal de ridicate de formare crește densitatea fluidelor de foraj, prin introducerea agenți speciali de ponderare (de exemplu, cretă până la 1500 kg / m3, barita și hematitul până la 2500 kg / m3 sau mai mult) sau reduce la 1000 kg / m3 datorită aerarea fluide de foraj (a se vedea. aerare), sau adăugarea unui agent de expandare (Sulfonazola, lignosulfonatul). Suprimarea hidratarea și umflarea rocilor în care acestea interacționează cu filtratul de noroi se realizează prin tratarea cu oxid de calciu, gips, clorură de calciu și de potasiu, hidroxid de sodiu și sticlă lichidă de potasiu și altele. Proprietățile antifractabile ale fluidelor de foraj amplifica intrare de lubrifiere ale aditivilor (ulei, grafit, oxidate Petrolatum, un amestec de gudron, etc.). Pentru a păstra proprietățile reologice și filtrare a fluidelor de foraj, la temperaturi ridicate utilizate cromați și bicromați de potasiu sau de sodiu și antioxidanți. Ca nămolurile antispumanți folosind miez de cauciuc și polietilenă, acizi grași și alcooli, siliconi, și altele. Pentru a controla conținutul fazei solide în flocculants selective soluție administrate.
O clasă specială de reactivi este utilizată la reglarea proprietăților soluțiilor pe bază de hidrocarburi. Acestea includ emulgatori (săpunuri de acizi grași, emultal și colab.), Incorporated în soluție pentru a conferi stabilitate agregate, stabilizatori, nucleators (oxidat petrolatum și bitum, organoclay), repellente (sulphonol, amine cuaternare, compuși organo), filtru de fluid (organogumaty ).