Порядок виконання роботи

1. Визначити параметри вихідного розчину (густину, умовну в’язкість, фільтрацію, товщину фільтраційної кірки, статичне напруження зсуву).

2. Відміряти в посуд 1л вихідного глинистого розчину.

3. Зважити необхідну кількість КМЦ або відміряти необхідний об’єм водного розчину КМЦ заданої концентрації.

4. Додати КМЦ до проби глинистого розчину та інтенсивно перемішати протягом 20 хвилин.

5. Визначити вказані в п. 1 параметри обробленого розчину при різних концентраціях реагенту.

6. Результати вимірювань занести в таблицю і на міліметровому папері побудувати графік залежності зміни властивостей розчину від процентного вмісту КМЦ.

Примітка: Таблиця 3.1 є однаковою при оформленні лабораторних робіт 9-11.

Таблиця 3.1 – Таблиця для занесення результатів лабораторних робіт 9-11

Властивості розчину	Концентрація реагенту, %
	1	2	3	4
Густина бурового розчину,кг/м3
Умовна в'язкість, сек
СНЗ, 1хв. Па
СНЗ, 10хв. Па
Фільтрація, см3/30 хв.
Товщина кірки, мм

Обробка бурових розчинів реагентами на основі лігносульфонатів

Сульфіт-спиртова барда (ССБ) являє собою густу темно-буру рідину з характерним кислуватим запахом. Її одержують при виробництві целюлози сульфатним способом. Вона містить в собі кальцієві, магнієві, натрієві або амонійні солі лігносульфонових кислот різної молекулярної маси. Рідка ССБ містить 50% сухих речовин і має густину 1260-1280 кг/м³ та рН=5,6-6,0. ССБ використовують для зменшення умовної в'язкості та напруження зсуву загущених бурових розчинів внаслідок дії частинок вибурених глинистих порід, що поступають в розчин, а також під впливом коагуляційних процесів у присутності електролітів.

ССБ застосовують для обробки прісних (приготованих переважно з кальцієвих глин), вапнистих, хлоркальцієвих і середньомінералізованих (3-5%) розчинів при температурі 120-130 °С. Оптимальний вміст ССБ становить 1-3%, а для хлоркальцієвих розчинів 5-6% від об’єму розчину. При подальшій обробці оптимальний вміст ССБ може бути в 2-3 рази менший. Слід пам'ятати, що зниження умовної в’язкості при введенні ССБ в розчин відбувається лише при одночасному додаванні лугу, або при значеннях рН=9-10. Висока ефективність дії ССБ проявляється у комбінації з іншими реагентами. Так при бурінні свердловин в глинистих розрізах, комбіновані домішки ССБ та ВЛР зменшують умовну в’язкість сильніше, ніж кожен реагент окремо. Співвідношення цих реагентів встановлюється дослідним шляхом у залежності від початкових властивостей бурового розчину. Функції лугу полягають в збільшенні водневого показника, іонообмінної здатності глин, регулюванні вмісту розчинних солей кальцію. При обробці бурових розчинів в умовах високої температури (до 200 °С ) ССБ необхідно комбінувати з хроматами.

ССБ вводять в буровий розчин безпосередньо в жолобну систему рівномірно по циклу. ССБ та луг можна додавати до бурового розчину окремо, а також у вигляді попередньо приготовленого реагенту, до складу якого входять 20-30% ССБ (у розрахунку на суху речовину) і 3-5% від об’єму всього реагенту їдкого натру. До переваг ССБ відносять її низьку вартість (залишок основного виробництва), доступність і здатність зменшувати умовну в’язкість при високих концентраціях хлоридів кальцію і натрію. До недоліків відносять: складність транспортування. ускладнене збереження та використання в зимовий період. спінення розчину при вмісті понад 0,2-0,3%

Конденсована сульфіт спиртова барда (КССБ) – продукт конденсації ССБ з формальдегідом та фенолом в кислому середовищі з наступною нейтралізацією лугом.

КССБ випускають чотирьох марок: КССБ, КССБ-1, К.СС-2, КССБ-4. Цифра вказує на процентний вміст фенолу. КССБ-4 одержують шляхом окислення лігносульфонатів хроматами та конденсації з формальдегідом в кислому середовищі з наступною нейтралізацією лугом (NаОН) та сушінням. КССБ всіх марок призначені для регулювання фільтраційних, структурно-механічних та реологічних властивостей бурових розчинів з різним ступенем мінералізації. Найефективніше застосовувати КССБ в розчинах з рН (9,5-10.5); при цьому спостерігається максимальне зниження фільтраційних та структурно-механічних властивостей, використовують для обробки прісних та вапнистих розчинів при температурі до 150°С.

КССБ-1 використовують для обробки прісних і мінералізованих (до 5%) вапнистих, висококальцієвих та приготовлених на морській воді бурових розчинів. Ефективність дії КССБ-1 спостерігається при температурах до 150°С в прісних і до 100 °С в кальцієвих розчинах.

КССБ-2 застосовують для обробки мінералізованих (до 10-15%), вапнистих, гіпсових висококальцієвих бурових розчинів при температурі до 150°С.

КССБ-4 на відміну від інших має підвищену термостійкість і рекомендується для обробки розчинів при температурах до 185-200°С.

Всі марки КССБ стійкі до дії кальцієвих солей. Оптимальна добавка КССБ для прісних розчинів становить 1-5%, а для мінералізованих – 5-7%. КССБ вводять в буровий розчин у вигляді водного розчину 20-30% концентрації, або у сухому вигляді. При обробці мінералізованих (10-15%) розчинів КССБ краще використовувати одночасно з КМЦ в співвідношенні від 1:1 до 5:1, а при обробці калієвих розчинів максимальний ефект спостерігається при добавках КССБ-2, КССБ-4 з КМЦ в співвідношенні 10:1.

Основним критерієм якості КССБ є ефективність зниження фільтрації стандартного бурового розчину. Оброблені КССБ розчини при фільтрації формують тонкі, пониженої липкості і маломіцні в верхніх шарах фільтраційні кірки, що є однією з умов запобігання сальникоутворень. Невисока лужність і присутність іонів кальцію зменшують диспергування глин. КССБ сумісна з більшістю реагентів. Основний недолік КССБ – вспінення розчинів при її введенні. Розчин, оброблений КССБ, може коагулювати, якщо раніше він був оброблений гуматами, внаслідок осідання гуматів.

Окислений і хромзаміщений лігносульфонат (окзил) являє собою продукт окислення кальцієвих лігносульфонатів (ССБ.СДБ) хромпіком в кислому середовищі при співвідношенні компонентів: кальцієва ССБ: біхромат: H₂SO₄:NaOH: вода -І: (079-0,13):(0,12-0,16):(0,06-2,92):(1-1.5). Вміст хрому в реагенті становить 3%.

ОКЗИЛ призначений для зменшення умовної в’язкості бурових розчинів, які загусли під впливом частинок глини вибурених порід, різних електролітів та температури. Рекомендований для обробки прісних, приготовлених на морській воді вапнистих, гіпсових, хлоркальцієвих та соленасичених розчинів при температурі до 190 °С. Ефективний при бурінні в глинах, гіпсах та ангідритах розчинами з рН=8,5-9,5. Добре поєднюється з багатьма відомими реагентами (ВЛР, КССБ, КМЦ, гіпаном. метасом та іншими). Для обробки бурових розчинів реагент використовують в вигляді водних розчинів 2,5%, 5% або 10% концентрації. Співвідношення окзилу і лугу повинно коливатись в межах 1:0,1 до 1:0,3 (у перерахунку на суху речовину).

Оптимальний вміст його, як понижувача умовної в’язкості, становить 0,2-0,5%, а, для підтримання малих значень фільтрації без використання інших реагентів, оптимальний вміст збільшується до 1,5-2%. Термостійкість при обробці прісних розчинів до 200 °С, а мінералізованих до 170 °С. На свердловині для обробки розчину беруть з розрахунку на 1 м³ 50,0-100,0 кг окзилу концентрації 25% і 1,5-4 кг каустичної соди. Дія окзилу інтенсифікує малі домішки вапна чи гіпсу, котрі посилюють інгібуючу здатність. При мінералізації до 15% окзил запобігає коагуляційним процесам, але вже не зменшує водовіддачу.

Ферохромлігносульфонат (ФХЛС) – продукт взаємодії лігно-сульфонатів (ССБ) з сірчанокислим залізом та біхроматом натрію. ФХЛС застосовують для зменшення умовної в’язкості прісних та мінералізованих (до 15%) бурових розчинів. В практиці буріння для зниження водовіддачі розчинів при високих температурах ФХЛС використовують одночасно з КМЦ. Так, гіпсовий розчин, стабілізований КМЦ, різко погіршує свої властивості після нагрівання до температури 150°С. Домішка 1-2,5% ФХЛС в такий розчин призводить до покращання його властивостей. ФХЛС сумісний з іншими реагентами, тому в ряді випадків ефективні комбіновані обробки.

Вміст ФХЛС коливається в межах 1-3%. Причому 1-2% ФХЛС зменшує умовну в’язкість, а 2-3% - зменшує водовіддачу. Оптимальна дія ФХЛС проявляється при рН розчину 8,5-9,5. Тому одночасно з ФХЛС вводять 20% (в перерахунку на суху речовину) від маси ФХЛС каустичної соди. Кількість ФХЛС для первинної обробки визначають на основі лабораторних досліджень (як правило, становить 2-3%). ФХЛС ефективно впливає на властивості розчинів, приготовлених з кальцієвих глин (концентрація іонів кальцію у фільтраті бурового розчину 1200 мгекв/л). ФХЛС, як і інші лігносульфонати. сприяє піноутворенню, але значно в меншій мірі.Відмінною ознакою реагенту є вміст в ньому тривалентних хрому та заліза. Зі збільшенням вмісту іонів хрому зростає ефективність зниження умовної в’язкості, а збільшення іонів заліза – водовіддачі. ФХЛС вводять в буровий розчин у вигляді порошку, або розчину 30-40% концентрації при обов'язковому перемішуванні. Основною перевагою ФХЛС над іншими реагентами є зменшення в’язкості в гіпсових розчинах. Жоден з існуючих понижувачів в’язкості не має таких властивостей. Витрати ФХЛС на 1 м проходки становить 20-30 кг.