Состав и свойства соленасыщенных лигнино-глинистых растворов
| Состав, % | Свойства | ||||||
| Черногорский глинопорошок | Активированный гидрол. лигнин | КМЦ-600 | NaCl | Т, с | В, см3/30мин | 1/10, Па | r, кг/м3 |
| 3,0 3,0 5,0 5,0 | 0,5 1,0 0,5 1,0 | 1,5 1,5 1,5 1,5 | 28,0 28,0 28,0 28,0 | 0/0 6/16 2/10 8/21 |
Для снижения денежных затрат КМЦ-600 можно частично заменять активированным отходом волокна «нитрон». Так, Нижне-Волжским НИИ был синтезирован солестойкий реагент Б-10 следующего состава: КМЦ-600 - 3-5 %, NaOH - 6 %, отходы химволокна - 5-12 %. При насыщении солью NaCI 8%-го бентонитового раствора, стабилизированного 20 %-м реагентом Б-10 раствор имел вязкость 44 с, водоотдачу 7 см3/30 мин, СНС 1/10 - 0/3 Па. При стабилизации 5%-м Б-10 вязкость 24 с, водоотдача 20 см3/30 мин, СНС 1/10 - 6/9 Па.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Главнейшей задачей технологов геолого-разведочных организаций является предупреждение осложнений в процессе бурения неустойчивых и трещиноватых горных пород.
Эффективное предупреждение осложнений возможно лишь при повседневном контроле состояния скважины, при использовании тщательно разработанных соответствующих перебуриваемым горным породам промывочных жидкостей.
Своевременная и эффективная ликвидация осложнений не возможна без хорошо продуманной и грамотно проведенной диагностики осложненных зон, без установления характера и причин осложнений. Для этого нужно использовать все современные методы, современную аппаратуру, искать новые способы и средства диагностики. Это важнейшая проблема. Надо знать, что лечить, от чего лечить. Надо четко определить характер болезни и ее причины.
После выявления характера и причин осложнений необходимо в соответствии с перебуриваемой горной породой и характером осложнений тщательно подобрать или модифицировать рецептуру промывочной жидкости. Нельзя лечить все болезни одной микстурой. Надо уметь грамотно подбирать необходимое эффективное лекарство.
Технологические параметры промывочной жидкости следует подбирать не в отрыве от реальных условий, а во взаимодействии с той горной породой, которая вызывает осложнения. Несоблюдение этого требования может привести к совершенно неверным результатам.
В настоящее время еще недостаточно изучено физико-химическое взаимодействие бурового раствора со стенками скважин (особенно осложненных зон). Отсутствует классификация геологических разрезов и горных пород, позволяющая прогнозировать их физико-механическую активность и поинтервально выбирать оптимальный состав бурового раствора. До сих пор не сформулированы правила выбора типа, рецептуры и технологических параметров промывочных жидкостей с позиции минимизации осложнений и максимизации механической скорости бурения.
Слабо используются промывочные жидкости, обладающие высокоэффективными крепящими и кольматирующими свойствами. Недостаточно активно в качестве сырья для приготовления промывочных жидкостей используются многотоннажные отходы производства, способные после их соответствующей обработки существенно улучшать качественные показатели промывочных жидкостей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
К ПЕРВОЙ ЧАСТИ
1. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии.М.: Химии, 1982.400 с.
2. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии.Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1984.368 с.
3. Молекулярные взаимодействия./Пер.с англ. Э.Д. Германа;под ред. A.M. Бродского.М.:Мир, 1984.600 с.
4 Ананьев В.П.,Коробкин В.И. Инженерная геология.М.: Высш.шк., 1973.300 с.
5. Арье А.Г. Физические основы фильтрации подземных вод.М.: Недра, 1984.102с.
6. Поверхностно-активные вещества: Справочник/Под ред. А.А. Абрамзона и Г.М. Гаевого.Л.:Химия,Ленингр.отд-ние, 1979.376 с.
7. Глинка Н.Л. Общая химия.Л.:Химия,Ленингр.отд-ние, 1982.720
8. Никольский Б.П. Смирнова Н.А. и др. Физическая химия.Л.:Химия, Ленингр.отд-ние, 1987.880 с.
9. Грей ДЖ.Р.,Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых агентов (промывочных жидкостей)/Пер.с англ.Д.Е.Столярова. М.:Недра, 1985. 509с.
10. Рабинович Е.З. Гидравлика. М.:Недра, 1978. 304 с.
11. Тагер А.А.Физико-химия полимеров. М.: Недра, 1968. 536 с.
12.Воздвиженский Б.И. , Волков С. А. Разведочное колонковое бурение. М.:Госгеолтехиздат, 1957. 592 с.
13.Булатов А.И. Проселков Ю.М., Рябченко В.И. Технология промывки скважин. М.:Недра, 1981. 301 с.
14.Агабальянц Э.Г. Промывочные жидкости для осложненных условий бурения,М.: Недра, 1982. с.
15.Ляпис Д.Н., Круглицкий Н.Н., Третинник В.Ю., Симуров В.В Получение эффективных буровых суспензий с низким содержанием дисперсной фазы с помощью электровзрывного удара и обработки ПАВ.//Нефт. и газ.пром-сть. 1983 .№ 3.
16. Круглицкий Н.Н., Ляпис Д.Н., Третинник В.Ю., Симуров В.В. Влияние электровзрывного и ультравзрывного воздействия на свойства дисперсных систем.//Нефт. и газ.пром-сть. 1983 .№ 3.
17. И.Дедусенко Г.Я.,Иванников В.И.,Липкес М.И. буровые растворы с малым содержанием твердой фазы.М.: Недра, 1985. 160 с.
18. Городнов В. Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. 2-е изд. М.: Недра, 1984. 229 с.
19. Воздвиженский Б.И., Евецкий В.А., Гольдштейн В.В. и др. Водонаполненные полимерные тампонажные материалы. Техника и технология геологоразведочных работ; организация производства.М.:
Недра, 39 с.(Обзор ВИЭМС).
20. Химическая обработка буровых растворов./Под ред.М.И. Липкеса//Тр.ВНИИБТМ.: 1977.Вып.Х. 175с.
21. Панюков П.Н. Инженерная геология. М.: Госгортехиздат, 1962. 343 с.
22. Михеев В.Л. Технологические свойства буровых растворов. М.: Недра, 1979. 239 с.
23. Городнов В.Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении.М.: Недра, 1977. 280 с.
24. Ангелопуло O.K., Хахаев Б.Н., Сидоров Н.А. Буровые растворы, используемые при разбуривании солевых отложений в глубоких скважинах.М.: 1978. 72 с. (Обзор.информ.ВНИИОЭН).(Сер.Бурение).
25. Ангелопуло O.K., Подгорнов В.М., Аваков В.Э. Буровые растворы для осложненных условий.М.: Недра, 1988. 135 с.
26. Булатов А.И., Пеньков В.М., Проселков Ю.М. Справочник по промывке скважин.М.: Недра, 1984. 317 с.
27. Лившиц Е.М. Теория молекулярных сил притяжения между телами //Журн.эксперим.теор.физики. 1955.Т.29.Вып.1(7).С.94-110.
28. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей.Л.;1975. 298 с.
29. Лукирский П.И., Ечеистова А.В.//ЖВХ,1930.Т.1.Вып.З.С.353-360.
30. Дерягин Б.В. Что такое трение.М.:Изд-во АН СССР,1963. 230 с.
31. Грасси Н. Химия процессов деструкции полимеров.М.:Издатинлит,1959. 260с.
32. Мадорский С.Л. Термическое разложение органических полимеров.М.: Мир., 1967.215с.
33. Краснов К.С. Молекулы и химическая связь.М.:Высш.шк.,1984. 295 с.
34. Гольдштейн В.В. Теоретические основы разработки рецептур полимерных тампонажных материалов //Нефт.хоз-во.1981.№ 3.
35. Инструкции по приготовлению тампонажной смеси ТСП-1 и изоляции поглощения горизонтов. Днепропетровск, 1981. 12 с.
36. Седенко М.В. Гидрогеология и инженерная геология.М.: Госгеолтехиздат,1962.358 с.
37. Равич Б.М., Окладников В.П., Лыкач В.Н., Менковский М.А. Комплексное использование сырья и отходов.М.:Химия, 1988.288 с.
38. Савельев И.В. Курс общей физики. 1 ч.М.:Наука,1973.512 с.
39. Физический энциклопедический словарь.М.:Сов.энцикл.,1983.928 с.
40. Резниченко И.Н. Приготовление, обработка и очистка буровых растворов.М.:Недра, 1982.230 с.
41. Паус К.Ф. Буровые промывочные жидкости. М.,Недра 1967.
42. Ребиндер П.А. Физико- химическая механика дисперсионных систем М.,Наука,1996.
43. Овчаренко Ф.Д. Гидрофильность глин и глинистых минералов. Киев.изд-во АНУССР,1961.
44. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов М.,Недра, 1972.
45. Советский энсоклопедический словарь. М.: Сов. Энцикл., 1985. 1600с.
46.Химический энциклопедический словарь. М.: Сов. Энцикл., 1983. 792с.
47. А.И.Булатов, А.И. Пеньков, Ю.М.Проселков. Справочник по промывке скважин. М.: Недра, 1984. 318с
48 Б.Б.Кудряшов А.И.Кирсанов Бурение разведочных скважин с применением воздуха.-М.:Недра ,1990.-263 с .:ил.
49 .Бурение разведочных скважин Учеб. для вузов . Под обющей редакцией д.т.н. ,проф.Н.В.Соловьева .-М.:Высш. шк.,2007.-904 с.; ил.
КО ВТОРОЙ ЧАСТИ
1.Ананьев В.П., Коробкин В.И. Инженерная геология. М.: Высш. шк.,1973.
2.ПанюковП.Н. Инженерная геология. М.: Госгортехиздат, 1962.
3.Агабальянц Э.Г. Промывочные жидкости для осложненных условий бурения. М.: Недра, 1982.
4.Аветисян Н.Г. Выбор типа бурового раствора для бурения в неустойчивых породах (Информ. обзор) / ВНИИОЭНГ. М., 1983 (Сер. Бурение).
5. Аветисян Н.Г., Шеметов В.Ю., Смирнова Н.В. Определение необходимой степени минерализации бурового раствора при бурении в неустойчивых горных породах / ВНИИОЭНГ. М., 1979 (РНГС Бурение. С. 6-9. Вып. 4).
6. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1984.
7. Химическая обработка буровых растворов / Под ред. М.И. Липкеса. М., 1977 (Тр. ВНИИБТ. Вып. 10).
8. Булатов А.И., Пеньков В.М., Проселков Ю.М. Справочник по промывке скважин. М.: Недра, 1984.
9. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1982.
10. Кудяшов Б.Б., Яковлев А.М. Бурение скважин в осложненных условиях. М.: Недра, 1987.
11. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Рябченко В.И. Технология промывки скважин. М.: Недра, 1981.
12. Дедусенко Г.Я., Иванников В.И., Липкес М.И. Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы. М.: Недра, 1985.
13. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1968.
14. Лукирский П.И., Ечеистова А.В. // ЖВХ. 1930. Т. 1. Вып. 3. С. 353-360
15. Ангелопуло О.К., Хахаев Б.Н., Сидоров Н.А. Буровые растворы, используемые при бурении солевых отложений в глубоких скважинах. М., 1978. 72 с. (Обзор. информ. ВНИИОЭНГ. Сер. Бурение).
16. Ангелопуло О.К., Подгорнов В.М., Аваков В.Э. Буровые растворы для осложненых условий. М.: Недра,1988. 135 с.
17. Кистер Э.Г. Химическая обаботка буровых растворов. М.: Недра, 1972.
18. Горднов В.Г. Физико-механические методы предупреждения осложнений в бурении. М.: Недра,1977.
19. Горднов В.Г. Физико-механические методы предупреждения осложнений в бурении. 2-е изд. М.: Недра, 1984.
20. Сеид-Рза М.К., Исмаилов Ш.И., Орлеан Л.М. Устойчивость стенок скважин. М.: Недра, 1981.
21. Гордонов В.Д., Артамонов В.Ю., Коновалов Е.А. Получение полимерных буровых растворов на основе КМЦ // Нефтяное хозяйство. 1986. N 1. С. 25-28.
22. Геологический словарь. 2-е изд. В 2 т. М.: Недра, 1978.
23. Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1982.
24. Волкв А.С., Тевзаде Р.Н. Тампонирование геолого-разведочных скважин. М.: Недра, 1986.
25. Пономарев П.А. Алмазное бурение трещеноватых пород. Л.: Недра, 1985.
26. Нейштадт Л.И., Пирогов И.А. Методы инженерно-геологического изучения трещеноватых пород. М.: Энергия, 1969.
27. Изоляция зон поглащения с применением наполнителей. М., 1981 (Обзор. информ. Вып. 15).
28. Сухенко Н.И., Крылов В.И., Налитов А.И. Временная инструкция по борьбе с поглащеними буровых растворов / ВНИИКрнефть. Краснодар-Бугуруслан, 1975.
29. Ивачев Л.М. Борьба с поглощениями промывочной жидкости при бурении геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1982.
30. Крылов В.И. Изоляция поглащающих пластов в глубоких скважинах. М.: Недра, 1980.
31. Резниченко И.Н. Упраление свойстваи буровых рстворов при бурении глубоких скважин / ВНИИОЭНГ М.: 1978.
32. Справочник инженера по бурнию геологоразведочных скважин / Под общ. ред. проф.Е.А. Козловского. М.: Недра, 1984.
33. Техника и технология ликвидации поглощений при бурении скважин / Г.С. Абрахманов, Р.Х. Ибатулин, А.А. Роднин и др. / ВНИИОЭНГ М.: 1984.
34. Зварыгин В.И. Регулирование технологических свойств буровых растворов / КИЦМ. Красноярск, 1994.
35. Делкова К.К., Зварыгин В.И. и др. Буровые растворы на основе суспензий гидролизного лигнина. М., 1988 (Экспресс-информ. Сер. Техника и технолоия бурения скважин. Вып. 6).
36. Делкова К.К., Зварыгин В.И. и др. Солестойкий лигниноглинистый раствор. М., 1990 (Экспресс-информ. Сер. Техника и технолоия бурения скважин).
37. Зварыгин В.И. Влияние водной среды на прочность структуры промывочной ждкости // Соверенствование техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые: Мужвуз. сб. Екатеринбург, 1994.
38. Зварыгин В.И. Предотвращение набухания глинистых пород: Сб. науч. конф. / КИЦМ. Красноярск, 1994.
39. Зварыгин В.И. Предотвращение диспергирования глинистых пород при бурении скважин: Сб. науч. конф. / КИЦМ. Красноярск, 1994.
40. Совершенствование технологии бурения нефтяных и газовых скважин в Восточной Сибири и Якутии: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1985.
41. Временная инструкция по ликвидации поглощений при бурении глубоких скважин Восточной Сибири и Якутии. Иркутск, 1983.
42.Седенко М.В. Гидрогеология и инженерная геология. М.: Госгеолтехиздат, 1962.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………1
Часть I. Теоретические основы структурирования промывочных жидкостей 2
Глава 1 Структура промывочных жидкостей …………………………………..2
1.1 Структура воды ………………………………………………………………..4
1.2 Структура промывочных жидкостей…………………………………………4
1.3 Приборы для определения прочности структуры прмывочных жидкостей7
1.4 Вязкость промывочных жидкостецй…………………………………………..8
1.5 Приборы для измерения вязкости……………………………………………10
1.6 Стабильность промывочных жидкостей. Приборы…………………………12
1.7 Водоотдача. Приборы……………………………………………………….12
1.8 Показатель фильтрации. Приборы…………………………………………15.
1.9 Плотность промывочной жидкости…………………………………………20
.Глава 2 Глинистые растворы…………………………………………………23
2.1 Структурообразователи……………………………………………………23
2.2 Структурирование глинистых растворов……………………………… 23
2.3 Технические средства для приготовления глинистых растворов29 2.4.Технические средства для очистки промывочных жидкостей………….31
2.5Принципы выбора и регулирования промывочных жидкостей………38
Глава3Полимеры и полимерные промывочные жидкости …………………41
3.1Полимеры-структрообразователи…………………………………………..41
3.2Активация полимеров………………………………………………………45
3.3Свойства и функции полимеров …………………………………………46
3.4Активация твердой фазы полимерами..........................................................47
Глава 4 Растворы электролитов………………………………………………..52
4.1 Общие сведения. Область применения……………………………………52
4.2 Электролиты в качестве структурообразователя………………………56
4.3. Роль электролитов при бурении неустойчивых горных пород……..59
Глава 5 Эмульсионные растворы………………………………………………63
5.1 Гидрофильные эмульсионные растворы………………………………….63
5.2 Гидрофобные эмульсионные растворы……………………………………70
53Технические средства для приготовления эмульсионных растворов…..75
Глава 6 Газообразные агенты…………………………………………………..78
6.1 Общие понятия Область применения…………………………………….78
6.2 Бурение скважин с продувкой сжатым воздухом……………………...80
6.3. Технические средства для охлаждения и осущения воздуха…………83
6.4 Технические средства для очистки воздуха от шлама………………..87
Глава 7 Газожидкостные смеси………………………………………………...89
7.1 Общие понятия Область применения…………………………………….89
7.2 Параметры ГЖС Приборы…………………………………………………91
7.3 Пенообразователи. Регулирующие добавки ……………………………..93
7.4 Технические средства получения и нагнетания ГЖС.........................98
Заключение по первой части………………………………………..104
ЧАСТЬ II. СТАБИЛИЗАЦИЯ НЕУСТОЙЧИВЫХ СТЕНОК СКВАЖИН…… .105
8. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРУКТУРЕ ГОРНЫХ ПОРОД………………… .105
8.1. Химические связи в минералах……………………………………………..105.
8.2 Межмолекулярные связи в горных породах……………………………..111
8.3. Поверхностная энергия горных пород……………………………………...116
8.4. Устойчивость горных пород стенок скважин………………………………116
9 Бурение уплотненных глин………………………………………………...119
9.1 Уплотненные глины…………………………………………………………119
9.2 Осложнения при бурении уплотненных глин…………………………...121
9.2.1Механизм увлажнения и набухания уплотненных глин……………….121
9.2.2Фильтрация воды в горные породы……………………………………..125
9.2.3Разупрочнение уплотненных глин ………………………………………..127
9.2.4 Диспергирование и размывание глин……………………………………128
9.2.5Влияние гидравлического давления на увлажнение глины…………...129
9.2.6Влияние горного давления на увлажнение глины……………………….130
9.3 Промывочные жидкости,применяемые для профилактики осложнгений.132
9.4Основные направления выбора промывочной жидкости…………………..135
9.5 Анализ эффективности глинистых растворов для бурения глин …………136
9.6 Анализ эффективности полимеров и полимерглинистых растворов……...137
9.7 Анализ эффективности ингибирующих растворов………..………………139
10 Промывочные жидкости для бурения неуплотненных глин……………146
10.1 Глинистые неуплотненне породы . Осложнения ……………………….146
10.2 Анализ влияния электролитов на увлажнение и прочность глины…...148
10.3 Влияние полимеров и полимерполисолевых растворов на увлажнение и прочность неуплотненных глин ………………………………………………..156
10.4.Полимерполисолевые промывочные жидкости,для бурения неуплотненных глин…………………………………….…………………………………………159
10.5. Исследование крепящих свойств полимерполисолевых растворов…..162
10.5.1. Теоретические рассуждения……………………………………………162
10.5.2. Экспериментальные исследования…………………………………….167
11. Промывочные жидкости для бурения микротрещиноватых глинистых пород……………………………………………………………………………….179
11.1 Микротрещиноватые глинистые породы …………………………….180
11.2 Влияние технологических параметров бурения на раскрытие трещин..181
11.3 Влияние гидродинамического давления на раскрытие трещин…….186
11.4 Промывочные жидкости .Механизм их действия .Анализ эффективности
12 Промывочные жидкости для бурения трещиноватых горных пород…190
12.1 Трещиноватые горные породы ………………………………………….190
12.2Поглощение промывочной жидкости в трещиноватых породах……….193
12.3 Мероприятия по предупреждения поглощения промывочной жидкости
12.4. Анализ эффективности различных наполнителей …………………….205
13. Промывочные жидкости для бурения соленосных отложений……….211
13.1 Осложнения при бурении соленосных отложенгий……………………211
13.2 Анализ влияния различных компонентов промывочных жидкостей на их растворяющую способность ………………………………………..219
13.3 Промывочные жидкости , применяемые для бурения соленосных отложений……………………………………………………………………………223
13.4 Анализ качества применяющихся промывочных жидкостей………….225
13.5 Силикатные растворы …………………………………………………….227
13.6 Лигниноглинистые растворы……………………………………………...229
Заключение…………………………………………………………………233
Библиографический список………………………………………………234
Оглавление………………………………………………………………….238