Промывка скважин

Содержание

 

1  Промывка скважин …………………………………………………………...	3
1.1  Назначение………………………………………………………………..	3
2  Виды буровых растворов и их основные параметры……………………….	4
2.1  Параметры…………………………………………………....................	4
3  Готовый буровой раствор…………………………………………………….	9
3.1 Напорный рукав…………………………………………………….........	9
Образец письма…………………………………………………………………..	10
Приложение А (обязательное)…………………………………………………	11
Приложение Б (справочное)…………………………………………………….	12
Список используемой литературы………………………………………….......	13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Промывка скважин

 

1. Назначение

 

Промывка скважин –  одна из самых ответственных операций, выполняемых при бурении. Первоначально  назначение промывки ограничивалось очисткой забоя от частичек выбуренной породы и их выносом из скважины, а также  охлаждением долота. Однако по мере развития бурового дела функции бурового раствора расширились. [1,c.57]

Теперь сюда входят:

а) вынос частиц выбуренной породы из скважины;

б) передача энергии турбобуру или винтовому двигателю;

в) предупреждение поступления в скважину нефти, газа и воды;

г) удержание частичек разбуренной породы во взвешенном состоянии;

д) охлаждение и смазывание трущихся деталей долота;

е) уменьшение трения бурильных труб о стенки скважины;

ж) предотвращение обвалов пород со стенок скважины;

з) уменьшение проницаемости стенок скважины.

Соответственно буровые  растворы должны удовлетворять ряду требований:

а) выполнять возложенные функции;

б) не оказывать вредного влияния на бурильный инструмент;

в) легко прокачиваться и очищаться от шлама и газа;

г) быть безопасными для обслуживающего персонала;

д) быть удобными для приготовления и очистки;

 

 

 

 

 

2 Виды буровых растворов и их основные параметры

 

2.1 Параметры

 

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. Наилучшими качествами с точки зрения приготовления бурового раствора обладают монтмориллонит и другие бентонитовые минералы. Так, из 1 тонны бентонитовой глины можно получить около 15 м3 высококачественного глинистого раствора, тогда как из глины среднего качества – 4…8 м3, а из низкосортных глин – менее 3 м3.   Глинистые растворы глинизируют стенки скважины, образуя тонкую плотную корку, которая препятствует проникновению фильтрата в пласты. Их плотность и вязкость таковы, что растворы удерживают шлам разбуренной породы даже в покое, предотвращая его оседание на забой при перерывах в промывке. Утяжеленные глинистые растворы, создавая большое противодавление на пласты, предупреждают проникновение пластовых вод, нефти и газа в скважину и открытое фонтанирование при бурении. Однако по этим же причинам затруднено отделение частиц породы в циркуляционной системе бурового раствора. [2,c.116-118]       Применяются также другие буровые растворы на водной основе: малоглинистые (для бурения верхней толщи выветрелых и трещиноватых горных пород), соленасыщенные (при бурении в мощных толщах соленосных пород), ингибированные (обработанные химреагентами для предупреждения набухания разбуриваемых пород и чрезмерного обогащения раствора твердой фазой) и т.д.         

Таблица 1 - Техническая характеристика станций управления

Показатель	ШГС 5804- 49А3У1	ШГС 5804-59А3У1	КУПНА 79-29А2У1
Напряжение в сети, В	380	380	3000
Напряжение в главной  цепи (на выходе автотрансформатора или  трансформатора), В	2300	2300	-
Сила тока в главной  цепи (на входе в автотрансформатор  или транформатор), А	250	400	-
Сила тока в главной  цепи (на выходе автотрансформатора или  транформатора), А	74	150	100
Напряжение в цепи управления, В	380	380	220

 

Поэтому его применяют  в случаях, когда требуется обеспечить точность.

К неглинистым относятся буровые растворы, приготовленные без использования глины. Безглинистый буровой раствор с конденсированной твердой фазой готовится на водной основе. Дисперсная фаза в нем получается химическим путем, в результате взаимодействия находящихся в растворе ионов магния с щелочью NaОН или Са(ОН)2. Химическая реакция приводит к образованию в растворе микроскопических частиц гидрооксида магния Mg(ОН)2. Раствор приобретает гелеобразную консистенцию и после химической обработки превращается в седиментационно устойчивую систему. Такой раствор сохраняет свои структурно-механические свойства при любой минерализации. Поэтому его применяют в случаях, когда требуется обеспечить высокую устойчивость стенок скважины, но обеспечить контроль и регулирование минерализации раствора сложно.      Другим типом неглинистых буровых растворов являются биополимерные растворы. Биополимеры получают при воздействии некоторых штаммов бактерий на полисахариды. Свойства биополимерных растворов регулируются так же легко, как свойства лучших буровых растворов из бентонитовых глин. Вместе с тем, некоторые из них оказывают флокулирующее воздействие на шлам выбуренных пород, предупреждая таким образом образование суспензии. Кроме того, растворы биополимеров термоустойчивы. Сдерживает их применение относительно высокая стоимость.       Буровые растворы на углеводородной основе представляют собой многокомпонентную систему, в которой дисперсионной (несущей) средой является нефть или жидкие нефтепродукты (обычно дизельное топливо), а дисперсной (взвешенной) фазой – окисленный битум, асфальт или специально обработанная глина (гидрофобизированный бентонит).     Буровые растворы на углеводородной основе не оказывают отрицательного влияния на свойства коллекторов нефти и газа, обладают смазывающей способностью: при их использовании уменьшается расход мощности на холостое вращение бурильной колонны в стволе скважины и снижается износ бурильных труб и долот. Однако стоимость приготовления таких буровых растворов довольно высока, они пожароопасны, трудно удаляются с инструмента и оборудования.       Применяют буровые растворы на углеводородной основе для повышения эффективности бурения в породах-коллекторах и сохранения их нефтегазоотдачи на исходном уровне, а также для проводки скважин в сложных условиях при разбуривании мощных пачек набухающих глин и растворимых солей.     

У эмульсионных буровых растворов  дисперсионной средой является эмульсия типа "вода в нефти", а дисперсной фазой – глина.    Буровой раствор, приготовленный на основе эмульсии типа "вода в нефти", называется обращенным эмульсионным или инвертной эмульсией. Жидкая фаза такого раствора на 60…70 % состоит из нефти или нефтепродуктов, остальное – вода. Однако содержание воды в инвертной эмульсии может быть доведено до 80 % и выше, если в нее ввести специальные эмульгаторы.         

Эмульсионные буровые  растворы используются при бурении  в глинистых отложениях и солевых  толщах. Они обладают хорошими смазочными свойствами и способствуют предупреждению прихвата инструмента в скважине.      

Сущность бурения с  продувкой газом заключается  в том, что для очистки забоя, выноса выбуренной породы на дневную  поверхность, а также для охлаждения долота используют сжатый воздух, естественный газ или выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Применение газообразных агентов позволяет получить большой  экономический эффект: увеличивается  механическая скорость (в 10…12 раз) и  проходка на долото (в 10 раз и более). Благодаря высоким скоростям восходящего потока в затрубном пространстве, ускоряется вынос выбуренных частиц породы. Использование газообразных агентов облегчает проведение гидрогеологических наблюдений в скважинах. Кроме того, увеличивается коэффициент нефтегазоотдачи пласта.   Аэрированные буровые растворы обладают теми же свойствами, что и жидкости, из которых они приготовлены  для глинистых растворов – образуют. Вместе с тем, большим преимуществом аэрированных жидкостей является возможность их применения в осложненных условиях бурения, при катастрофических поглощениях промывочных жидкостей, вскрытии продуктивных пластов с низким давлением. [3,c.45-55] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - конический бункер; 2 - смесительная камера; 3 - люк

Рисунок 2.1 - Гидравлический смеситель МГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Готовый буровой  раствор

 

3.1 Напорный рукав

 

Готовый буровой раствор  через напорный рукав, присоединенный к неподвижной части вертлюга, закачивается в бурильную колонну  буровыми насосами. Пройдя по бурильным  трубам вниз, он с большой скоростью  проходит через отверстия в долоте к забою скважины, захватывает  частички породы, а затем поднимается  между стенками скважины и бурильными трубами. Отказываться от его повторного использования экономически нецелесообразно, а использовать без очистки вновь нельзя, т.к. в противном случае происходит интенсивный абразивный износ оборудования и бурильного инструмента, снижается удерживающая способность бурового раствора, уменьшаются возможности выноса новых крупных обломков породы.  [4,c.445-459] 

         ,     (3.1)

 

где    -нагрузка на долото ;

-масса долота;

-масса забойного двигателя;

-ускорение свободного падения;

-коэффициент учитывающий облегчение элементов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение А

(обязательное)

 

Основными параметрами буровых  растворов являются плотность, вязкость, показатель фильтрации, статическое  напряжение сдвига, стабильность, суточный отстой, содержание песка, водородный показатель.  Плотность промывочных жидкостей может быть различной: у растворов на нефтяной основе она составляет 890…980 кг/м3, у малоглинистых растворов – 1050…1060 кг/м3, у утяжеленных буровых растворов – до 2200 кг/м3 и более. Выбор бурового раствора должен обеспечить превышение гидростатического давления столба в скважине глубиной до 1200 м над пластовым на 10…15 %, а для скважин глубже 1200 м – на 5…10 %.   Вязкость характеризует свойство раствора оказывать сопротивление его движению. Показатель фильтрации – способность раствора при определенных условиях отдавать воду пористым породам. Чем больше в растворе свободной воды и чем меньше глинистых частиц, тем большее количество воды проникает в пласт.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение Б

(справочное)

 

Эмульсионные буровые  растворы используются при бурении  в глинистых отложениях и солевых  толщах. Они обладают хорошими смазочными свойствами и способствуют предупреждению прихвата инструмента в скважине.    

Сущность бурения с  продувкой газом заключается  в том, что для очистки забоя, выноса выбуренной породы на дневную  поверхность, а также для охлаждения долота используют сжатый воздух, естественный газ или выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Применение газообразных агентов позволяет получить большой  экономический эффект: увеличивается  механическая скорость (в 10…12 раз) и  проходка на долото (в 10 раз и более). Благодаря высоким скоростям  восходящего потока в затрубном пространстве, ускоряется вынос выбуренных частиц породы. Использование газообразных агентов облегчает проведение гидрогеологических наблюдений в скважинах. Кроме того, увеличивается коэффициент нефтегазоотдачи пласта.   Аэрированные буровые растворы представляют собой смеси пузырьков воздуха с промывочными жидкостями (водой, нефтеэмульсиями и др.) в соотношении до 30:1. Для повышения стабильности аэрированных растворов в их состав вводят реагенты – поверхностно-активные вещества и пенообразователи.

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. Абдурашитов С.А., Тупиченков А.А. Трубопроводы для  сжиженных газов. - М.: Недра,1965.- 57с.