Рефераты
Видео уроки
ВУЗы Украины
Мир
Рефератов
Рефератов
Отзывы о ВУЗах
|
Большая база бесплатных русских и украинских рефератов
Доклады, сочинения, контрольные работы, экзаменационные билеты и шпаргалки/шпоры Коллекция курсовых и дипломных работ для студентов |
Рефераты по Геология
ЗНАЧЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ РФ. Реферат.
 Скачать реферат
|
ЗНАЧЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ РФ
Нефтепереработка и нефтедобыча в РФ и за рубежом, мировые цены.
Основной район добычи нефти - среднее Приобье, добычи газа - Крайний Север
(п-ов Ямал).М/р-«гиганты».
70-80 % добываемой российской нефти и 90-95% газа приходится на Тюменскую
область. Геологоразведочная отрасль является убыточной, дотационной
отраслью.
Исчерпаемость разведанных запасов ~=70 лет для нефти и ~=60 лет для газа.
Нефть в основном состоит из углеводородов от нафтеновых (метанового ряда)
до ароматических (циклических). Нефть является жидкостью.
Нефть состоит из:
* углеводорода= 79,5 -87,5%,
* водорода = 11-14,5%,
* сера, кислород, азот = 0,5-8%,
* металлы (ванадий, вольфрам, железо, алюминий) = 0,02-0,03%.
Цвет нефти зависит от ароматических углеводородов. Белая нефть- уникальная
(Баку).
Таллинское м/р - самая качественная нефть в Зап.Сиб. Для улучшения
качества нефти- нефть высококачественную, светлую добавляют в нефть более
низкого качества.
Природный газ:
* углерода = 42-78%,
* водорода = 14-24%,
* азот ~=11% (иногда может достигать 95%),
* сера, сероводород= 1-2%.
Не имеет запаха.
В 1860 году 70% мирового потребления топлива приходилось на дрова, 24,7%
на уголь и лишь 1% на нефть и газ. В конце 20-х, нач. 30-х гг - 17%
энергоресурсов приходится на нефть. В 1980 г. энергопотребление - на долю
нефти - 46,2%; газа - 18,8%; угля - 28,4%; дров - 6,6%.
21 век считается веком газовых технологий. Нефть в качестве энергоресурса
будет заменена на газ. Использование газа удобнее по сравнению с
использованием нефти.
ОСНОВНЫЕ РАЙОНЫ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА.
В 1900 году нефть добывалась в 10 странах: России, США, Индонезии,
Румынии, Австрии, Венгрии, Индии, Канаде, Германии, Перу.
Во 2-й половине 60-х г в 50 странах.
На долю США, СССР, Венесуэлы, Кувейта, Саудовской Аравии, Ирана, Ливии
приходилось 80 % мировой добычи.
В середине 70-х годов сформировалось 5 главных регионов имеющих
нефтегазовую промышленность: СССР, страны Ближнего и Среднего Востока,
Венесуэла, Нигерия, Ливия, Алжир.
Почти весь природный газ и 2/3 нефти мира добывались в США. Основным
нефтегазоносным районом является Аляска.
Начиная с 1974 г. СССР занимает 1 место в мире по добыче нефти, т.к. были
открыты м/р в Зап. Сиб. В пределах бывшего СССР нефть и газ выявлены в
различных частях стран Западной Украины, Прибалтики, Востока РФ, Сахалина;
от южных районов Ср. Азии до побережья Сев. Ледовитого океана. В пределах
ССР выделено 12 нефтегазоносных провинций и 10 самостоятельных
нефтегазовых перспективных областей:
1. Южно-Каспийская н.-г. провинция (Азербайджан);
2. Волго-Уральская н.-г. провинция (Татария, Башкирия);
3. Тимано-Печерская н.-г. пр-ция (республика Коми, Коми-Ненецкий
автономный округ, Архангельская область);
4. Прикаспийская н.-г. пр-ция (р-он Астрахани, частично Казахстан);
5. Днепровско-Принетская н.-г. пр-ция (Белорусь, Украина, часть России);
6. Северо-Кавказская мангышлакская н.г. пр-ция (Калмыкия,
Кабардино-Балкария, Сев. Осетия, Чечня, Ингушетия, Дагестан, часть
Азербайджана, Казахстан);
7. Западно-Сибирская пр-ция (23 сентября1953 в р-не Березово была открыта
первая газовая скв., но была нарушена технология бурения скв., скв.
фонтанировала 9 месяцев);
8. Амударьинская г.-н. пр-ция (вост и зап. Туркмения);
9. Енисейско-Анабарская г.-н. пр-ция (Вост. Сибирь);
10. Лено-Тунгусская н.-г. пр-ция (Вост Сибирь);
11. Лено-Вилюйская н.г. пр-ция (Вост. Сибирь);
12. Охотская н.г. пр-ция (о-в Сахалин, вост. Камчатская н.г. область).
По разным оценкам извлекаемые начальные потенциальные запасы нефти в
недрах земли составляют 185-390 млрд. тонн, включая 60 млрд. добытой
нефти. Мировые запасы природного газа оценивают в 150-210 трлн. м^3,
включая 70 разведанных трл. м^3. С 1999-2000 г - максимальная добыча нефти
по всему миру. В дальнейшем будет спад. Основные перспективные районы на
добычу нефти и газа - акватории северных морей. В Тюменской обл. Карское
море. В Санкт-Петербурге существует институт бурения и разработки н.-г.
добывающих областей акваторий сев. морей.
Горные породы делятся на - магматические и осадочные. В основном м/р нефти
и газа связаны с осадочными горными породами.
ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫЕ СВ-ВА
Нефть и газ залегают в пластах- коллекторах. Пласты- коллектора
характеризуются наличием ФЕС (фильтрационно-емкостных свойств).
Наблюдается слоистое залегание пород - верхняя граница пласта кровля,
нижняя часть - подошва пласта. Пласты- коллектора в Зап.Сиб. представлены
терригенным типом коллекторов.
Терригенный пласт- пласт коллектор, который представлен песчано
-глинисто-алевритистым материалом. (Алевриты- пластичные глины,
образовавшиеся за счёт метаморфических изменений).
Разрез З. Сиб. На 80% состоит из глиносодержащих пород. 15-20 %- пласты
коллектора.
Особенность м/р ЗС - в основном горные породы представлены
глиносодержащими породами. С точки зрения бурения район ЗС относится не к
самым сложным ( к рядовым), т.к. породы мягкие.
К ФЕС относится общая и открытая пористость(изменяется в %) и
проницаемость (изменяется в мкм^2 микрометрах).
Общая пористость- количество пустот, которые находятся в ед. объёма
породы, т.е. отношение объёма всех пустот к самому единичному объёму).
(поровое пустотное пространство)
Эффективная пористость - обусловлена наличием пор, которые сообщаются м/д
собой и по которым, под действием перепада давлений может происходить
передвижение пластовых флюидов. (пустотное пространство сообщающихся пор)
Обуславливает извлечение нефти или газа благодаря открытости пор. Пласт
коллектор должен обладать эффективной пористостью.
Проницаемость - возможность при создании давления на пласт передвижения
флюида пластов. Величина пористых каналов обеспечивает проницаемость.
Любой пласт коллектор подстилается покрышками (над коллектором и под ним).
Покрышки в основном глинистые. Глина обладает достаточной общей
пористостью (40%), но эффективной пористости нет, поры закрытые. Поэтому
глинистые пласты могут быть только покрышками.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Все горные породы обладают физико-механическими свойствами. В бурении
важна твёрдость пород. Все горные породы по категории твёрдости делятся на
5 видов пород:
* М мягкие,
* С средние,
* Т твёрдые,
* К крепкие,
* ОК очень крепкие.
Разрез ЗС представлен породами М и С. Т встречаются гораздо реже.
Чаще всего горные породы не представлены только С или М породами.
Существуют пропласты. МС- мягкие с пропластами средних.
Твердость минералов измеряется по шкале МООСА от 1 до 10 (для чистых
минералов), 1- тальк, 10- алмаз.
Шифр МСТКОК для долот.
Учитывается тип породы для которой предназначено долото. Типы долот
подбираются в соответствии с твёрдостью породы.
С увеличением глубины увеличивается внутрипластовое давление. Если нет
данных об аномальности пласта то Рпл=Ргст=rgh, т.е. пластовое давление =
гидростатическому, r=1000 кг/м^3.
Коэффициент аномальности - Ка= истинное пластовое давление к
гидростатическому.
Там где Ка>1 - АВПД - аномально высокие пластовые давления.
Там где Ка80м/с)
Применение:
- для бурения необразивных М/С тв. г/п
Недостатки:
- быстрый износ режущих кромок
- износ боковых поверхностей лопастей долот, что приводит к
-vO/ долота и скв.
- требует создания -^крут. момента и -^нагрузки, но при этом
-vустойчивость, т.е. -^вероятность искривления скв.
13-Типы трехшарошечных долот, их усл. Обозначения, маркировка и область
применения
- класс
- зубчатое вооружение
- штырьевое вооружение
- комбин. вооружение (зуд+штырь)
- группа (ограниченность диапазона твердости)
- М - мягкие породы
- С - средние
- Т - твердые
- К - крупкие
- тип долота (абразивность и твердость г/п)
- М; МЗ; МС; МСЗ; С; СЗ; СТ; Т; ТЗ; ТК; ТКЗ; К; ОК.
- маркировка
- [ диаметр]-[тип породы]-[особ. опоры/промывки]
- применение
- широкое применение ~90%.
14-Шарошечные долота, их разновидности, основные узлы и элементы,
особенности вооружения
Основные эл-ты:
- лапы, цапфы
- опоры (открытые/герметизированные(У))
- на подшипн. качения(В)/кач-скольж-кач(Н)/???(А)
О- система подш., для крепления шарошки на цапфе и для
восприятия осевых/радиальных нагрузок. Констр. опр.
типом/O/ долота
- шарошки с породоразр. эл-ми
- промыв. отв. (центр. пром.(Ц)/боковая(Г))
- присоед. резьба
Вооружение:
- зубцы (фрезированные/накатка)
- штыри (впресовываются)
распологаются концентрическими венцами
- ТКЗ - комбинированные
- О, ОК - сферические
- М, С - клиновидные
15-Схема расположения шарошек в долоте, управление скольжением шарошек
долота, коэф. скольжения
- с пересечением осей шарошек с осью долота в одной точке
- со смещением осей шарошек по направлению вращения
долота + положению, при котором их оси пересекаются в
одной точке (положительное смещение)
Управление скольжением шарошек долота достигается путем
смещения осей шарошек или увеличением многоконусности
- у долот со смещенными осями шарошек, -^скольжение
шарошек по забою и поэтому -^ эффект скалывания
Коэфициент скольжения - интенсивность проскальзывания зубьев шарошек по
забою. = делению суммы площадей, описываемых за один оборот долота
зубьями, на площадь забоя скв.
- у шарошек с гладким конусом, и у которых ось и ее
образующие пересекаются с осью долота к.с.=0 (дробление
породы), во всех других случаях к.с.=0,01-0,15
(проскальз-щие шарошки дробяще-скалывающего действия)
16-Конструктивные особенности опор трехшарошечных долот для низко и
высокооборотного бурения
- Низкооборотное (Н) n3000м
Приемущество:
- увеличение проходки в кратное число раз
Недостатки:
- снижается V[МЕХ] проходки
Алмазы:
- природные/синтетические
h |
| | | | | | | |
|
| | | | | | бур-е | |
|
| | | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
+---------------------------------------------------------------------------------------+
КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН.
1. опорные скважины. для изучения геологич. строения и гидрогеологических
условий залегания осадочной толщи пород.
2. параметрические скв. для более детального изучения геологич. строения
разреза на больших глубинах.
3. структурные скв. для тщательного изучения структур, выявленных при
бурении опорных и параметрических скважин.
4. поисковые скв. с целью открытия новых местор. нефти и газа или уже на
открытых местор-ях для поиска новых залежей н. и г.
5. Разведочные скв. Их бурят на площадях с установленной промышленной
нефтегазоностностью. Для оконтуривания месторождения, а также для сбора
данных для составления проекта разработки м/я.
6. Эксплуатационные скв. Бурят на полностью разведанном и подготовленном
месте к разработке местор-ий. К нимотносятся:
* Оценочные.(для уточнения режима работы пласта и степени выработки
участков м/я.)
* Нагнетательные (для законтурного и внутриконтурного нагнетания в пласт
воды, газа или воздуха для ППД.)
* Наблюдательные (для системы контроля режима разработки).
7. Спецскважины (для разведки сейсмо-прибором)
КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИН.
Это число спущенных в неё обсадных колонн, их диаметры, длина и интервалы
цементирования.
Осн. назначение конструкции - создать надёжное сооружение длительного
назначения.
1. направление- это первая обсадная колонна, кот. Закрепляет самые
неустойчивые горн. Породы, находящиеся вблизи дневн. пов-ти.
2. кондуктор-строят для того, чтобы продукты бурения не попали в ВХБН.
3. (промежуточная)- для того, чтобы изолировать 2 и более продуктивных
горизонта др. от др.
4. эксплуатационная- для эксплуатации продуктивного горизонта, для
надёжного канала, по кот.будут подниматься н.и г.
Если дебит 40-100 м^3/сут => Д=400мм. Если дебит 100-150 м^3/сут =>
Д=140-146мм. Рассчеты проводят снизу вверх, а бурят сверху вниз.[С учётом
Д муфтового соед-я, по табл. Выбирают Д долота, округляя его до ГОСТа.
Затем рассчитывают внутр-ий Д предыдущей колонны к Д долота, полученному
ранее+удвоенную вел-ну зазора(табл), чтобы долото проходило свободно.
Округляем этот Д до ближайшего по ГОСТУ+удвоенную толщину стенки
трубы(табл)получаем наружный Д предыдущей трубы с учётом муфтовых
соединений выбираем долото под предыдущую колонну.] Устье скв. Д.б.
надёжно закреплено, т.к. все последующие работы ведутся с устья скв.
Назначение обсадных колонн:
1. закрепление стенок скв.с пом-ю цементного камня м-ду стенкой скв.и
стенкой колонны.
2. Предохранять ВХБН от попадания в них продуктов бурения.
3. Изолировать водо- и нефтеносные пласты др. от др.
4. Изолировать отдельные продуктивные пласты др. от др.
Обс колонны м.б. с постоянной толщиной или с утолщёнными стенками
наружу.Толщина стенок и материал выбираются с учётом след. нагрузок. Обс.
Колонна в процессе экспл-ии испытыает:
* растягивающие нагрузки
* сжимающие нагрузки(р-я забоя)
* избыточное внутр. Давл.
* избыточное нар. Давл.
Способы бурения
Ударно-канатный способ бурения
Суть - разрушение г/п на забое путем периодических ударов долота
Особенности:
- разрушение г/п любой твердости благодоря -^мощности,
развиваемой в момент удара
- -vV[МЕХ] (несколько метров в час)
- отсутствуют бур. насосы, очистные соор., что позволяет
облегчить и упростить БУ, снизить энергоемкость
- в процессе прохода породы, в скв. отсутствует пром.
жидкость, => нет противодавления жидкости на стенки скв.,
что увеличивает вероятность осыпи/обвала стенок, а так же
отсутствует загрязнение прод. пласта при его вскрытии
Применения:
- при бурении на воду (отсутств. глинизация прод. пласта)
- в угольной и горнорудной промышленности
- при бурении неглубоких геологоразведочных скв.
- НЕ применяется в н/г промышленности
9-Реактивно-турбинный способ бурения, область применения, особенности
технологии.
Используется при бурении скв. -^O/(394-920мм)
Два турбобура типа Т12 размещены + и жестко содинены между собой
Особенности:
- конструкция достаточно проста, поэтому он получил
широкое применение при бурении стволов большого O/.
- -^степень верт. ствола, что обьясн. эффектом “отвеса”.
Недостатки:
- быстрый износ долота
- требуется усиление насосной группы и -^расхода ПЖ
- необходимость точной сборки агрегатов для избежания
разновысокости долот
- невысокие проходки на долото
- необходимо жесткое крепление турбобура
10-Шнековое бурение, гидро- и пневмоударники, шлангово-кабельное бурение
Шнековое бурение
Порода разрушается долотом, шлам выносится шнеком. Мелкие частицы
втираются в стенки и стенки становятся устойчивее.
малоэффективен
- в пластических породах и плавунах
- глубина =пласт.давл. На каждые
100м давление ув. на 1 Мпа. Плотность бур.р-ра выбирают т.о., чтобы не
было проявления из скважины или чтобы не поизошло ГРП гидроразрыва пласта.
Чаще всего бурение произ-ся на репрессии, т.е. с учётом коэффициента
запаса, кот. Меняется с глубиной.
ТУРБОБУР - многоступенчатая турбина, состоящая из двух деталей: статора и
ротора.
Число ступеней от 25 до 350. Каждая ступень состоит из статора, жёстко
соединённого с корпусом турбобура и ротора, укреплённого на валу
турбобура. В статоре и роторе поток промывочной жидкости меняет напр-е
движения и перетекая из ступени в ступень отдаёт часть гидравлич.мощности
каждой ступени, поэтому мощность, создаваемая всеми ступенями суммируется
на валу турбобура и подводятся к долоту. Для эффективной работы турбобура,
необходимо иметь около 100 турбин. С увеличением числа турбин,
увеличивается мощность и вращающий момент турбобура, но уменьшается
частота вращения вала турбобура.
Односекционные многоступенчатые турбобуры. В односекционном турбобуре чаще
всего 100 турбин, т.е. 100 статоров и 100 роторов. В процессе работы
турбобура, он испытывает:
* осевые нагрузки сверху вниз (от веса деталей урбобура, от перепада
давления бур-го р-ра)
* сжимающие усилия снизу вверх (от реакции забоя)
* радиальные нагрузки
На базе односекционного турбобура созданы 2-х, 3-х, 4-х секционные.
Отдельные секции соед-ся м-ду собой посредствам резьбы, а валы с пом-ю
муфт.
Для бурения с отбором керна служат колонковые турбобуры (турбодолота). В
конструкци для отбора керна обязательно предусматриваются применение
грунтоноски. Колонковый турбобур прредст-ет из себя турбобур с полым
валом. Туда помещается съёмная грунтоноска. Она состоит из:
* Головки,
* верхней трубы,
* клапана (кот.нужен для выпуска промыв.жидкость вытесняемой керном
из колонковой трубы и кернодержателя),
* приспособление для захвата грунтоноски ловителем (нах-ся в верхней
части головки)
ЭЛЕКТРОБУР. Долото с электробуром спускают в скважину на бурильной
колонне. эл. энергию подают от силового трансформатора с дневной пов-ти по
кабелю, подвержанному к бур.шлангу, второй кабель проходит внутри бур-ой
колонны и третий кабель для питания 3-х фазного двигателя явл-ся сама
бур.колонна.
В.З.Д. Винтовой забойный двигатель. Рабочий орган ВЗД - это винтовая пара
статор и ротор. Статор- металлич.труба к внутренней пов-ти,
кот.привулканирована резиновая обкладка, имеющая 10 винтовых зубьев левого
направления, обращённых к ротору. Ротор - изготовлен из высоколегированной
стали с 9-ю винтовыми зубьями левого направления. Ротор расположен
относительно статора эксцентрично.
При движении промывочной жидк-ти, планетарное обкаывание ротора по зубьям
статора обеспечивает образование высокого и низкого давления по всей длине
забойного двигателя.
К рабочим характеристикам ГЗД и ВЗД относятся:
* Вращающийся момент,
* Частота вала забойн.двиг-ля,
* Мощность заб.двиг-ля,
* Перепад давления в турбобуре
* КПД
ПРОМЫВКА И ПРОДУВКА СКВ.
Периодическую промывку скв начали применять со 2-й половины 19 века, т.е.
когда был распространён ударный способ бурения. (ударный способ - при
падении груза, происходило выдалбливание грунта, желонкой удаляли породу,
при применении воды, разрушение происходило лучше).
Вращательный способ бурения вызывал необходимость непрерывной промывки
разрушающих горных пород. Первая промывочная жидкость - вода.
Основные функции буровых растворов:
1. вынос шлама на дневную поверхность (очистка забоя);
2. удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии при
остановке циркуляции;
Структура раствора - статическое напряжение сдвига, сила нарушающая
состояние покоя (во время остановки циркуляции);
3. создавать противодавление на стенки скв предотвращающее обвалы пород и
предупреждая водо-газо-нефтепроявление. то rgh 0x01 graphic
Рпластовое, стабильные стенки скв., не фонтанирование скважины.
4. глинизация стенок скв. в продуктивном пласте поры
закупориваются(фильтрат бурового раствора проникает в пласт, а у
выхода пласта образуется глинистая корочка), что препятствует
проникновению раствора в пласт и отходу нефти и газа из забоя.
5. охлаждение долота, турбобура, электробура, бурильной колонны. Б. Р.
протекает через промывочные отверстия и охлаждает долото.
6. смазывает трущиеся детали долота и турбобура. В буровые растворы на
территории ЗС обязательно вводят смазывающие добавки.
7. при турбинном способе бурения Б.Р. является источником энергии для
вращения вала турбобура.
8. защита бурового оборудования, буровой колонны от коррозии (Рh БР
поддерживается 8-9 - щелочная среда). Лбт трубы алюминиевый сплав-
боятся выс. щелочной среды; металлические трубы боятся кислотной
среды.
Некоторые особенности буровых растворов.
Промывочные жидкости должны быть инертными к воздействию температуры, к
минерализации пластовых вод; должны быть инертными по отношению к
разбуренным горным породам.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
1. на водной основе (вода, глинистые растворы),
2. на неводной основе (углеводородные - нефтяные),
3. аэрированные (облегчённые растворы, насыщенные газами- воздухом). При
аэрированнии плотность раствора падает, т.о. тяжелые растворы делают
более легкими.
ПРОМЫВОЧНЫЕ ЖИД-ТИ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ
Вода как промывочная жидкость может быть применена в районах где
геологический разрез сложен твёрдыми породами, не обваливающимися,
глинизации стенок не будет. Промывка водой в скальном грунте (одна вода
разрушает стенки скв.)
+ Не возникает сил трения,
+ уменьшается гидравлическое сопротивление в буровой колонне, турбобуре,
долоте, затрубном пространстве.
+ Облегчаются условия работы буровых насосов, увеличивается мощность
турбобура.
Недостатки применения воды в качестве промывочной жидкости:
- опасность прихвата буровой колонны (зависание, прилипание бурильной
колонны к стенкам скв.),
- могут быть обвалы пород, т.к. вода не обеспечивает должного
гидростатического давления.
- разбуривание продуктивного горизонта с промывочной водой невозможно
(т.к. в случае использования воды скв может не отдать нефть, из-за того
что вода смачивает поры пласта-коллектора и закупоривает их, т.к.
образуются плёнки на порах).
Глинистые растворы готовят из глинопорошка и воды. Чаще всего применяют
бентонитовый глинопорошок (тонкодисперсный очищенный порошок- 100% глина).
Глины - смеси глинистых минералов.
Наиболее распространённые гл. минералы:
* каолиниты - Al[2]O[3]*2SiO[2]*2H[2]O,
* галлуизиты Al[2]O[3]*2SiO[2]*3H[2]O,
* монтмориллониты Al[2]O[3]*4SiO[2]*2H[2]O, (глины образуются на
морской глубине, очень мелкие глины, разбухают более чем в 200
раз).
Монтмориллониты входят в состав практически всех глин на территории ЗС.
Глины содержат окислы железа, калия, натрия, кальция, магния.
(алюмосиликаты)
Ингибирование БР- процесс уменьшения кавернообразования при бурении
водными растворами в глиносодержащих породах.
Качество глинистых растворов характеризуется:
* плотностью (r, кс/м^2),
* текучестью,
* вязкостью, Тс.
* Водоотдачей (за 30 мин),
* Фильтрацией (см^3/30 мин),
* Статическим напряжением сдвига - способ удерживания частиц, Q[1/10]
в мПа, gПа, Па, сНс.
РАСТВОРЫ НА НЕВОДНОЙ ОСНОВЕ
К ним относятся растворы на нефтяной основе (РНО). Даже при больших
давлениях растворы на неводной основе не фильтруются в стенки скв., что
позволяет оптимально сохранить коллекторские свойства продуктивного
пласта. Т.о. данные растворы не влияют на коллекторские свойства пласта.
Кроме того в жидкостях на неводной основе практически не диспергируются
глиносодержащие породы. (диспергирование - измельчение) ствол скважины
будет без каверн. Чем проще состав раствора, тем более он стабильный,
надёжнее его технические свойства.
Растворы на нефтяной основе взрывоопасны, пожароопасны, они более дорогие,
загрязняют окружающую среду (по линии Манифольда происходит утечка
раствора в среду). Для их применения должно быть получено разрешение на их
использование (от горбезопасности и экологического совета). Эти растворы
чувствительны к температуре, так как составные имеют различную температуру
кипения. Нужно тщательно подбирать их состав. При использовании таких
растворов будут затруднены электро-каратажные работы, так как эти жидкости
диэлектрики, и данные по электро-каратажным работам будут искажены.(!)
ВЯЗКОСТЬ
Вязкость - свойство жидкости и газа оказывать сопротивление перемещению
одной части относительно другой. Вязкость или внутренние трение,
возникающее при движении глинистого раствора, суммируется из трения между
молекулами физически связанной воды и глинистыми частицами. Наименьшее
трение - между молекулами физически связанной воды. Повышение ее
содержания приводит к уменьшению, а увеличение глинистой фазы приводит к
увеличению вязкости глинистого раствора. Кроме того, к увеличению вязкости
приводит увеличение дисперсности глины. На вязкость раствора влияет
химическая обработка глинистого раствора и действие минеральных солей,
находящихся в растворе воды. При бурении в пористых, трещиноватых породах
с малой величиной пластового давления, поглощающих промывочную жидкость,
высокая вязкость способствует закупорке пор и каналов в пласте. При
бурении в пластах, содержащих газ, необходимо уменьшить вязкость раствора
для лучшего прохождения пузырьков газа через столб жидкости.
ФИЛЬТРООТДАЧА.
Фильтроотдача - способность раствора при определенных условиях отдавать
воду породам. При бурении скважин глинистый раствор под действием давления
проникает в породу и закупоривает поры и трещины породы, образуется
глинистая корка, которая препятствует проникновению в пласт малых частиц
глины, но при этом не задерживает воду. Если глинистый раствор низкого
качества, то на стенках скважины образуется толстая корка, через которую в
пласт отфильтровывается вода. Образование такой корки приводит к сужению
ствола скважины, в результате чего могут возникнуть осложнения (прихват
буровой колонны). Проникновение отфильтрованной воды в породы может
вызвать их набухание и обвал, поэтому всегда стремятся снизить вязкость
глинистого раствора.
ХИМ. РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТЫХ БУР.Р-ОВ.
Параметры раствора изменяются под действием температуры, давления,
пластовой воды и частиц выбуренной породы. Чтобы поддержать параметры
раствора на должном уровне, в раствор добавляют химические реагенты. Их
условно делят на 3 группы: 1)понизители водоотдачи; 2)понизители вязкости;
3)реагенты спец. назначения.
К понизителям водоотдачи относятся: 1)углещелочной реагент (УЩР);
2)сульфидно-спиртовая база (ССБ); 3)карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ).
УЩР получается из бурого угля и каустической соли. В результате реакции,
которую образуют Na и соли гуминовых кислот, образуются гуманы натрия.
Избыток NaOH расщепляет глинистые частицы. В растворе всегда есть
физически связанная вода, которая расходуется на обволакивание вновь
образующихся частиц и утолщение существующих гидратных оболочек, что
приводит к снижению водоотдачи. Одновременно с этим на поверхности
глинистых частиц адсорбируются гуматы натрия, что приводит к интенсивному
утолщению гидратных оболочек. В результате этого способность глинистых
частиц к слиянию резко падает, статическое напряжение сдвига уменьшается.
Глинистый раствор, чрезвычайно обработанный УЩР, в связи с высокой
дисперсностью частиц, становится вязким, но безструктурным. УЩР применяют
до температуры 140^0С.
ССБ - отход целлюлозной промышленности, содержащиеся в нем
лигносульфоновые кислоты и их соли уменьшают водоотдачу глинистых
растворов, подвергшихся воздействию минерализованной воды. Активность ССБ
как понизителя водоотдачи пропорциональна количеству ее в растворе.
Действие ССБ на глинистый раствор, не содержащий минерализованную воду,
менее эффективно. В последнее время широко используется КССБ
(концентрированная ССБ) - продукт конденсации ССБ, формалина, фенола,
хромата, серной кислоты с последующей нейтрализацией NaOH. КССБ
применяется для уменьшения водоотдачи, одновременно уменьшения вязкости в
пресных и неминерализованных растворах. Применяется при температуре 130 -
180^0С.
КМЦ - натриевая соль целлюлозно-глилевой кислоты, полученной при
переработке древесины. КМЦ уменьшает водоотдачу и увеличивает вязкость
пресных растворов. Чем больше степень минерализации растворов, тем больше
следует добавить реагента. КМЦ - универсальный реагент, улучшающий почти
все параметры глинистого р-ра. Р-р, обработанный КМЦ, сохраняет свои
свойства в условиях про-должительного влияния темп-р 160 - 180^0С.
Понизители вязкости:
1)окзил; 2)нитролегнин; 3)сунил.
Окзил - продукт взаимодействия в кислой среде ССБ с хромпиком, высоко
октановый понизитель вязкости в пресных и минерализованных растворах,
эффективен при применении в глинах, гипсах, ангидритах и аргелитах. Хорошо
сочетается со всеми понизителями вязкости, устойчив до температуры 200^0С.
Нитролегнин - получается окислением гидролизного легнина азотной кислотой,
уменьшает вязкость минерализованных растворов.
Сунил - продукт восстановления нитролегнина с солями серной кислоты.
Хорошо растворим в воде, уменьшает вязкость как пресных так и
минерализованных растворов.
Реагенты специального назначения. Каустическая сода NaOH используется для
приготовления УЩР, ССБ и нитролегнина. Кальцинированная сода Na[2]CO[3]
применяют для улучшения диспергирования глин при приготовлении глинистого
раствора. Уменьшает вязкость, водоотдачу, СНС. Жидкое стекло Na[2]SiO[3]
нужно добавлять не больше 0,75% к объему глинистого раствора; 2 - 3% в
растворе делает его высоко вязким с большим СНС. Хлорид натрия NaCl
значительно увеличивает СНС пересыщенных УЩР. Известь гашеная даже при
небольших добавках (до 5%) вызывает резкое повышение вязкости и
водоотдачи. Хроматы и бихроматы служат для повышения стойкости глинистого
раствора к воздействию температур, предотвращают загустевание и
значительно разжижают глинистый раствор, особенно при температуре 150 -
200^0С. Обязательным условием применения этого реагента является
содержание в обработанном растворе достаточного количества УЩР, ССБ, КССБ,
гепан и др.
Эмульсионные глинистые растворы (ЭГР).Основным компонентом ЭГР является
глинистый раствор, обработанный реагентами, понизителем водоотдачи и
вязкости, и содержащие нефть или дизельное топливо в количестве 8 - 15% от
объема глинистого раствора. При интенсивном перемешивании такого раствора
образуется эмульсия, в которой роль эмульгатора выполняют глинистые
частицы и содержащиеся в глинистом растворе реагенты КССБ, КМЦ, УЩР. Нефть
или дизельное топливо добавляются в приемные емкости в буровых насосах,
содержащих глинистый раствор. Хорошее перемешивание смеси достигается
после 2-3 циклов прокачивания ее по циркуляционной системе. Бурение с
промывкой эмульсионным раствором позволяет уменьшить толщину и липкость
глинистой корки, создает благоприятные условия для работы долота на забое,
что способствует сокращению числа долот на скважине и увеличивает скорость
бурения.
Недостатки этих растворов: 1)высокая стоимость; 2)разрушение резиновых
деталей турбобура и насоса; 3)отрицательное воздействие на отборный керн;
4)пожароопасность; 5)загрязнение буровой.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОМЫВКИ СКВ.
Буровые насосы (2 насоса - рабочий и резервный): БР подаётся по наземной
линии Манифольда в стояк (вертикально-установленый отрезок бурильной
трубы), на стояк надевается бурильный шланг, другой конец одевается на
вертлюг, вертлюг на бурильную колонну.
Буровые насосы бывают горизонтальные, поршневые, двух- и трёхцилиндровые.
БР готовится непосредственно на скв. в глиномешалку на 2/3 объёма
заливается вода, затем туда засыпается необходимое количество
глинопорошка, которое обеспечивает необходимую плотность приготовляемого
БР. Глиномешалка может быть гидравлического действия; электрическая или
механическая. В глиномешалке вода тщательно перемешивается с
глинопорошком. Для получения раствора с нужными параметрами (водоотдачи,
вязкости, удельного веса, плотности) в глинистую суспензию добавляют
необходимое количество химических реагентов
| 1 | 2 | след. → |
