 |
Физико-химический способ дегазации
|
|
|
|
Физико-химический способ дегазации – это наиболее простой способ разрушения дисперсных систем "жидкость – воздух" и гашения пен. Его применение, как правило, не связано с созданием специальных конструкций и устройств.
Суть способа заключается в введении в раствор более сильного поверхностно-активного вещества, чем то, которое стабилизирует пузырьки газа. Новое вещество адсорбционно вытесняет защитный слой стабилизатора и приводит к разрушению системы жидкость – газ, если поверхностная прочность пленок нового вещества недостаточна, чтобы противостоять давлению газа в пузырьках, или другим формам, стремящимся разрушить пузырьки газа. Ограниченность ассортимента химических дегазаторов или пеногасителей сдерживает развитие этого способа, поэтому его возможности используются в бурении нефтяных и газовых скважин пока в небольшом масштабе.
Вакуумная дегазация
При вакуумном способе дегазации газированный буровой раствор непрерывным потоком проходит через специальный вакуум-аппарат, в котором при помощи вакуумного насоса создается разряжение, благодаря чему из раствора извлекается газ. Вакуумная система дегазации является наиболее эффективной из всех рассмотренных. В ней, в отличие от других, дегазация бурового раствора протекает под давлением значительно ниже атмосферного, благодаря чему создаются благоприятные условия для извлечения газа. В то же время полностью исключается возможность аэрации раствора в процессе дегазации. Вакуумирование в сочетании с интенсивным разбрызгиванием или перемешиванием глинистого раствора в вакуум-аппарате позволяет достигать практически полного извлечения газа из раствора.
|
|
|
По заключению некоторых зарубежных авторов применение вакуумного дегазатора на одном из нефтяных месторождений Калифорнии дает экономию до 30 % общей стоимости глинистого раствора и значительно улучшает его параметры. Считается, что полная стоимость вакуумного дегазатора, установленного на буровой, окупается менее чем за одни сутки бурения за счет уменьшения расхода утяжелителя, сокращения времени промывки скважины после спуска инструмента, а также повышения коэффициента наполнения буровых насосов и возможности эффективного контроля удельного веса и вязкости промывочной жидкости в процессе бурения.
Физико-химические основы регулирования свойств промывочных жидкостей
Методы определения основных параметров промывочных жидкостей
В процессе бурения на промывочную жидкость влияет выбуренная порода: частично путем распускания, частично путем химического воздействия. Ее могут разбавлять пластовые воды, на нее воздействует высокая пластовая температура. В результате в промывочной жидкости происходят сложные физико-химические процессы, изменяющие ее свойства. Кроме этого, условия бурения скважин (глубина, диаметр, температура, порядок расположения и свойства разбуриваемых пород) весьма различны не только для разных месторождений, но и для отдельных участков одного месторождения. Поэтому промывочные жидкости также должны обладать различными свойствами не только на разных участках бурения, но и по мере углубления данной скважины. Чтобы промывочные жидкости в процессе бурения скважины выполняли требуемые функции, необходимо выбирать основные материалы для их приготовления, специально обрабатывать с помощью химических реагентов, вводить вещества, предназначенные для регулирования их свойств. Это возможно только при наличии контроля качества промывочной жидкости путем измерения ее параметров в процессе бурения скважины.
|
|
|
Параметры промывочной жидкости разделяются на две группы: истинные и условные. К первым относятся плотность, показатель кислотности и т.д., т.е. те, величины которых не зависят от выбора методов измерения, различается только точность измерения. Ко второй относится условные характеристики, величины которых полностью зависят от принятого способа измерения, например, условная вязкость. Отбор проб промывочной жидкости для контроля качества осуществляется по специальной методике, позволяющей обеспечить соответствие свойствам циркулирующей жидкости и хранящейся в емкости или в земляном амбаре.
Удельный вес и плотность
Удельный вес g – отношение веса промывочной жидкости к ее объему, выражается в ньютонах на кубический метр. Под плотностью r понимают величину, определяемую отношением массы тела к его объему, выражаемую в килограммах на кубический метр. Удельный вес характеризует способность промывочной жидкости осуществлять в скважине гидродинамические и гидростатические функции:
· удерживать во взвешенном состоянии и выносить из скважины частицы породы наибольшего размера;
· создавать гидростатическое давление на стенки скважины, рассчитанное, исходя из необходимости предотвращения поступления в ствол скважины нефти, газа или воды из пласта и сохранения целостности стенок скважины;
· обеспечивать снижение веса бурильных и обсадных труб для уменьшения нагрузки на талевую систему буровой.
Плотность промывочной жидкости, содержащей газ, называют кажущейся, а плотность жидкости, не содержащей газа – истинной. Процесс определения плотности основан на определении гидростатического давления на дно измерительного сосуда.
Плотность промывочных жидкостей в бурении измеряют двумя способами: на рычажных весах и ареометром АГ-3ПП.
Условная вязкость
Условная вязкость Т – одно из структурно-механических свойств промывочной жидкости, измеряется в секундах, является условной характеристикой гидравлического сопротивления прокачиванию промывочной жидкости. По мере увеличения условной вязкости гидравлические сопротивления возрастают, ухудшаются условия очистки забоя от выбуренной породы, затрудняется перенос энергии от насосов к забойному двигателю, ослабляется интенсивность размыва породы на забое скважины. Величина вязкости зависит от размеров и формы используемого прибора. Обычно при бурении используется для определения условной вязкости вискозиметр ВП-5.
|
|
|
