24. Очистка промывочной жидкости от обломков выбуренной породы

24. Очистка промывочной жидкости от обломков выбуренной породы

Своевременная и качественная очистка промывочных жидко­стей от частичек выбуренных пород — важнейшее условие эф­фективности процесса бурения разведочных скважин. Накопле­ние шлама в промывочном растворе, как уже отмечалось, су­щественно ухудшает его качество: снижается глинизирующая способность раствора, что приводит к образованию толстой рыхлой корки на стенках скважины и создает опасность обвалов.

Использование зашламованных растворов нередко способствует сальникообразованию и прихватам бурильной колонны, прежде­временному износу насосов и бурового снаряда, а также излиш­нему расходу реагентов. За счет повышения плотности промы­вочной жидкости значительно уменьшается механическая ско­рость бурения, возрастает вероятность поглощения. Частицы по­род, обладающие коагулирующими свойствами, например ангид­рит, могут вызвать необратимую коагуляцию раствора. Даже в естественных промывочных жидкостях крупные частицы — не­желательный компонент.

Промывочные жидкости, не имеющие структуры и обладаю­щие небольшой вязкостью, легко очищаются от шлама. С ростом вязкости и структурированности раствора условия его очистки ухудшаются, ячеистая структура раствора препятствует выпадению частиц. Для преодоления частицами породы сил трения при оседании требуются значительно большие усилия. Структурированность и высокая вязкость промывочной жидко­сти, являясь положительными факторами при удержании частиц разбуренной породы во взвешенном состоянии и выносе их на поверхность, отрицательно сказываются на очистке ее от при­месей.

Обязательное условие хорошей очистки структурированной промывочной жидкости — разрушение ее структуры. Наиболее прочными структурами обладают глинистые растворы, поэтому они наиболее трудно очищаются от выбуренной породы.

Для обеспечения нормальных условий бурения необходимо, чтобы в очистной системе от промывочной жидкости отбиралось такое же количество горной породы, которое в нее поступает в процессе циркуляции в скважине. У неглинистых и естественных промывочных растворов в процессе очистки должны отделяться частицы, которые не могут служить полезной составляющей твердой фазы. Качество очистки характеризуется степенью очистки: количеством извлеченного шлама в процентах от общей массы, подлежащей удалению.

Методы очистки промывочной жидкости от шлама можно классифицировать следующим образом.

1. Естественные — в желобной системе и отстойниках.

2. Принудительные:
механические — с помощью сит;

гидравлические — центрифугированием в гидроциклонах и центрифугах;

физико-химические—введением флокулянтов и разбавителей.

3. Комбинированные — сочетанием приведенных выше мето­дов.

Твердые частицы в буровом растворе делятся на коллоиды (менее 2 мкм), илы (2—80 мкм) и пески (более 80 мкм). Чем меньше размеры частиц, тем сложнее они выводятся из промы- вочной жидкости. Так, при алмазном бурении 85—90% шлама представлено частицами размером 0, 2—0, 005 мм и менее.

Следует отметить, что особую сложность представляет уда­ление излишней твердой фазы, представленной глинистыми раз­ностями. Такие частицы в процессе бурения обычно быстро дис­пергируются до размеров исходной дисперсной фазы.

25. Дегазация промывочных жидкостей

Дегазация промывочных жидкостей. Газирование промывочной жид­кости препятствует ведению нормального процесса бурения, поэтому дегазацию бурового раствора необходимо производить:

1. В результате снижения плотно­сти бурового раствора и уменьшения гидростатического давления в скважине могут возникнуть осыпи, обвалы и проявления пластовой жидкости и газа на пласты;

2. Из-за снижения эффективной гидравлической мощности уменьшается скорость бурения;

3. Возникает опасность взрыва или отравления ядовитыми пластовыми газами (например, сероводородом).

4. Пузырьки газа препят­ствуют удалению шлама из раствора, поэтому оборудование для очист­ки работает неэффективно.

Газ в промывочной жидкости может находиться в свободном, жидком и растворенном состояниях. Свободный газ легко удаляется из промы­вочной жидкости в поверхностной циркуляционной системе путем пере­мешивания в желобах и емкостях на виброситах. При устойчивом газировании свободный газ из промывочной жидкости удаляют газовым сепаратором.

Газовый сепаратор представляет собой герметичный со­суд, оборудованный системой манифольдов, клапанов и приборов. Буровой раствор из скважины поступает по тангенциальному вводу в полость газового сепаратора, где скорость потока резко снижается. Из промывочной жидкости интенсивно выделяется газ, который скап­ливается в верхней части сепаратора и отводится по трубопроводу на факел.