Лабораторна робота №3 регулювання основних параметрів промивальних рідин.

Функції, які виконує буровий розчин у свердловині найрізноманітніші. Контактуючи із гірськими породами насичуючись її частинками та пластовими флюїдами, під впливом високих пластових температур і тиску буровий розчин втрачає свої технологічні властивості і не відповідає вимогам, тобто стає непридатним, щоб виконувати свої функції у свердловині і під час циркуляції. Щоб задати промивальним рідинам необхідних властивостей і періодично їх відновлювати для забезпечення виконання необхідних функцій рідинами під час буріння необхідно застосовувати хімічні реагенти. Використання хімічних реагентів – основний засіб для приготування і оброблення бурових розчинів, щоб надати їм необхідних структурно-механічних властивостей в технологічних межах.

Класифікація хімічних реагентів

Реагенти поділяли на три групи:

1) реагенти стабілізатори;

2) реагенти-структуроутворювачі;

3) реагенти коагулятори.

Класифікують хімічні реагенти також за хімічною природою (органічні і неорганічні); за стійкістю до температури (термостійкі і нетермостійкі): за стійкістю до вмісту солей (солестійкі і не солестійкі).

В 70-80 роках минулого століття започаткували класифікацію хімічних реагентів за призначенням, яка є найбільш зручнішою для практичного використання в практиці буріння свердловин. За Ією класифікацією реагенти поділені на дві групи:

– реагенти і матеріали загального призначення;

– реагенти спеціального призначення.

Реагенти і матеріали загального призначення застосовують для приготування базового розчину і регулювання його структурно-механічних властивостей та фільтраційних властивостей

Обробка бурових розчинів на основі ефірів целюлози

Реагенти на основі водорозчинних ефірів целюлози відносять до реагентів-стабілізаторів понижувачів фільтрації бурових розчинів. Серед них найширше використання в практиці буріння свердловин має карбоксилетилцелюлоза (КМЦ). Встановлено, що зі збільшенням ступеня заміщення покращується розчинність КМЦ у воді, а з ростом ступеня полімеризації посилюється ефективність КМЦ на зниження фільтрації бурових розчинів. КМЦ використовують для зниження фільтрації прісних та соленасичених бурових розчинів. На сучасному етапі розвитку технології буріння найширше застосування при обробці бурових розчинів мають КМЦ-500 та КМЦ-700. Високов'язку КМЦ-500 (СП-500) використовують для стабілізації прісних та соленасичених. розчинів при температурі до 150°С. При обробці прісних розчинів КМЦ-500 відбувається їх загущення, тобто збільшується умовна в’язкість. Тому при обробці КМЦ прісних, гіпсових, хлоркальцієвих, хлоркалієвих, малосилікатних розчинів та розчинів приготовлених на морській воді, їх додатково слід обробляти реагентами – понижувачами умовної в'язкості. Оптимальний вміст КМЦ для обробки прісних розчинів знаходиться в межах 0,2-0,5%; для середньомінералізованих (3-15%) 1-1,5%; для соленасичених (15%) – 1,5-2%. КМЦ-600 (СП-600) використовують для стабілізації високомінералізованих (до їх насичення) розчинів при температурі до 160 °С. Ефективність захисної дії КМЦ-600 на 30-40% вища від КМЦ-500. Оптимальний вміст КМЦ-600 при первинній обробці знаходиться в межах 0,7-1,5% і 0,3-0,6% при наступних. Всі марки КМЦ ефективні при рН= 8-9. Обробку розчинів здійснюють шляхом додавання реагенту в циркулюючий розчин, у сухому вигляді через гідравлічний змішувач або у вигляді попередньо приготовленого 8-10% концентрації водного розчину. Максимальна ефективність зниження водовіддачі спостерігається при введенні КМЦ у сухому вигляді.

Переваги КМЦ – сумісна з багатьма реагентами, які використовують у практиці буріння свердловин. Із значною частиною їх вона утворює комбіновані реагенти (КМЦ+ВЛР, КМЦ+гіпан, КМЦ+КССБ та ін.). Домішки КМЦ, сприяють поліпшенню роботи породоруйнівних інструментів, збільшенню швидкості буріння.

Недоліки КМЦ: має низьку термостійкість (до 160С) та ефективність в розчинах, які містять іони кальцію та магнію; водні розчини при тривалому зберіганні підлягають частковій деструкції КМЦ.

Модифікована метилцелюлоза (ММЦ) – простий метиловий ефір целюлози, що містить 26-33% метаксильних груп. Застосовується ММЦ для зниження фільтрації прісних і мінералізованих розчинів з 10-15% вмістом хлористого кальцію чи магнію при температурах 40-50 °С: оптимальний вміст – 0,2-0,5% ММЦ використовують у вигляді 3%-го водного розчину. Процес його приготування такий. В ємність з перемішуючим пристроєм завантажують ММЦ, заливають туди 0,2-0,25 об’єму розрахункової кількості води і дають бубнявіти протягом 20-25 хв. Потім доливають решту води і перемішують. Інколи в разі спінювання додають піногасник.

Оксиетилцелюлоза (ОЕЦ) – це простий оксиетиловий ефір целюлози, що містить не більше 15% натрієвих солей. Її одержують шляхом дії оксиду етилену на лужну целюлозу.

ОЕЦ виготовляють у вигляді порошку, або гранул жовтуватого кольору і використовують для зменшення фільтрації бурових розчинів на водній основі в широкому інтервалі мінералізації. Дія ОЕЦ проявляється найефективніше при рН=10.

Оксиетилцелюлоза сумістна з усіма реагентами, які застосовують для оброблення бурових розчинів в умовах полі-мінеральної агресії. Спільне застосування ОЕЦ та КМЦ підвищує стійкість останньої до дії двовалентних катіонів (Mg⁺⁺ і Са⁺⁺).

ОЕЦ використовують, як основний компонент для приготування безглинистих і малоглинистих розчинів. Вміст ОЕЦ в безглинистих розчинах становить 0,4-0,8% від об’єму розчину. Оптимальний вміст для оброблення прісних розчинів 0,05-0,9%. ОЕЦ може використовуватись, як в сухому вигляді, так і у вигляді 10%-ого водного розчину. Рідкий реагент готують в глиномішалці, гідромішалці, чи іншій ємності, обладнаній перемішуючим пристроєм. Час перемішування становить 10-15 хвилин. Обробку розчину проводять шляхом подачі реагенту в жолобну систему.

Під час приготування соленасичених розчинів для попередження надмірного загущення спочатку вводять третину необхідної кількості реагенту, а після розчинення солі – решту. Оптимальний вміст ОЕЦ в соленасичених розчинах становить 1,5-2% від об'єму розчину.