Утяжелители для буровых растворов что это такое
На заметку
Классификация утяжелителей 24.12.2013 15:37
Классификация утяжелителей. В качестве утяжелителей буровых растворов применяют минералы, а также в редких случаях отходы химического и металлургического производств.
Утяжелители из природных минералов различают по методу производства. Так, баритовый утяжелитель можно разделить на гравитационный и флотационный. В зависимости от основы минерала утяжелители из природных руд делятся на несколько видов: баритовые, железистые, карбонатные и галенитовые.
Баритовые утяжелители.
Железистые утяжелители.
К этой группе утяжелителей (плотностью 5,0-7,0 г/см 2 ) относятся материалы, состоящие главным образом из соединений свинца и железа. Эти утяжелители применяются для приготовления буровых растворов плотностью 2,5 г/см 2 и более. Такие буровые растворы необходимы для разбуривания отложений, имеющих в разрезе пласты с давлением, превосходящим геостатическое.
Карбонатные утяжелители.
Эту группу утяжелителей составляют тяжелые (малоколлоидальные) глины, мергель, мел, известняк и др. Эти материалы имеют небольшую плотность (2,6-2,9 г/см 2 ) и отличаются сравнительно небольшой структурообразующей способностью в буровых растворах, за счет чего их количество в буровом растворе может быть значительным, однако реологические свойства раствора не ухудшаются. При этом резко увеличивается содержание твердой фазы в буровом растворе, что отрицательно сказывается на эффективности бурения. Следует отмстить, что материалы с низкой плотностью (мел, сидерит, известняк) целесообразно использовать при вскрытии продуктивных пластов. Их способность растворяться при солянокислых обработках улучшит вызов притока из скважины.
Доломитовый утяжелитель для буровых растворов УРД ТУ 5716-002-21079129-96
Суммарная доля углекислого кальция и углекислого магния в пересчете на сухое вещество, % не менее
Утяжелители буровых растворов
Утяжелители буровых растворов в зависимости от плотности подразделяются на три группы ( см.табл.7.3 )
Малоколлоидные глины, мергели, мел, известняки
Ферромарганец, феррофосфор, концентраты свинцовых руд и др.
* Применение утяжелителей данной группы ограничено
Количество утяжелителя для повышения плотности 1 м3 глинистого раствора до заданной величины определяется из выражения
(7.17)
В случае применения влажного утяжелителя, требуемое его количество рассчитывается по формуле
(7.18)
Глинистый раствор перед утяжелением должен обладать условной вязкостью не менее 24-24 с; величина СНС должна быть не менее 4-5 Па, а водоотдача 10 см3 за 30 мин.
Количество утяжелителя (в кг), необходимое для утяжеления глинистого раствора заданного объема
(7.19)
Плотность утяжеленного глинистого раствора (в кг/м3) после добавки в исходный объем глинистого раствора заданного количества утяжелителя
(7.20)
или m у =1·10-4·4300=43·10-3 кг
Объем полученного раствора
V ур =V р +V у =1·10-3 + 1·10-4=1,1·10-3м3.
Объем раствора увеличится на объем добавляемого барита:
Утяжелители буровых растворов и их свойства
Утяжелители для буровых растворов
Использование утяжелителей буровых растворов является необходимостью, позволяющей предотвратить газонефтяные проявления. Раствор для бурения скважин обогащают специальными наполнителями, которые увеличивают плотность состава.
Требования к утяжелителям
При добавлении утяжелителей, раствор получает максимальное насыщение твердой дисперсной составляющей, что приводит к возрастанию вязкости среды и, как следствие, к меньшей подвижности буровой установки. Это факт требует определенных свойств от используемых наполнителей. Поэтому к ним предъявляют особые требования:
Какие наполнители оптимальны для буровых растворов
В зависимости от производственных необходимостей, применяются утяжелители буровых растворов различной плотности. Они изготавливаются из горных пород множества видов, но наиболее оптимальным считается карбонат кальция.
Мраморная пудра или микрокальцит отличается рядом важных свойств. Он является низко абразивным материалом и позволяет сохранить инструменты и буровое оборудование. При утяжелении материал не сильно увеличивает вязкость раствора, что очень важно при обогащении без глинистых составов.
В компании Дорстрой можно приобрести микрокальциты различных фракций для буровых растворов любого типа. Оптовые поставки осуществляются по всем регионам России, по УрФО собственным автотранспортом.
Подробную информацию о сотрудничестве можно получить по телефону + 7(912)-619-24-13
Утяжелители буровых растворов
Утяжелители буровых растворов (или как часто их еще называют – буровые утяжелители) представляют собой специальные составы, которые меняют параметры бурового раствора при проведении определенного вида работ. Помимо просто увеличения плотности бурового раствора утяжелители влияют на свойства и структуру жидкости, применяемой в рамках бурения скважин.
Многокомпонентный состав утяжеленного бурового раствора включает воду с различной степенью минерализации как дисперсную среду, в которой распределяются частицы глины, непосредственно сам утяжелитель и растворы различных реагентов, определяющих его свойства и характеристики. Сам по себе утяжелитель бурового раствора – это химически инертный компонент, как правило, представляющий собой взвесь малоабразивных частиц тяжелых минералов.
Применение утяжелителя для буровых растворов подразумевает необходимость использования гидросмесителей или мешалок, где в буровой раствор вводится порошок для утяжеления, после чего буровой насос подает раствор в скважину. В качестве материала для утяжеления может выступать доломит, барит или другие компоненты. Выбор конкретного утяжелителя производится исходя из условий проведения работ и требуемого эффекта.
Очистка утяжеленного бурового раствора по своим принципам схожа с очисткой обычного раствора, однако в данном случае неприменимы илоотделители, поскольку вместе с частицами выбуренной породы они будут выделять и утяжеляющий компонент. Для очистки такого раствора в виброситах используются сетки с ячейками размером 5х2 или 5х1 миллиметр, больший размер ячейки не позволит эффективно выделить шлам, а меньший будет захватывать не только частицы шлама, но и утяжелитель. Важным фактором при использовании утяжеленного бурового раствора является его дегазация, в противном случае увеличивается риск его переутяжеления.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:
Утяжелители, применяемые в бурении
Наполнители буровых растворов
Наполнители в основном применяются для снижения интенсивности поглощений буровых растворов или для ликвидации поглощений.
В качестве наполнителей бурового раствора могут применяться:
Кожа – отходы заводов по производству кож.материалов. Влажность не должна превышать 30%.
Кордное волокно – отходы хим.промышленности, представляет собой крученые нити из х/б волокна длиной 10-20 мм с измельченной резиной.
Слюда – пластинки произвольной формы.
Керамзит – искусственный пористый наполнитель округлой формы размером от 0,5 до 25 мм. Получают его вспучиванием легкоплавких глинистых пород во вращающихся печах.
· при прокачке в смеси с буровыми или цементными растворами – до 8мм;
· при введении непосредственно в буровой или цементный раствор на устье скважины через воронку – до 25 мм.
Целлофан и полиэтиленовая крошка – отходы химического производства. Целлофан применяют в виде обрезков.
Измельченные пластмассы – отходы химического производства.
Рисовая шелуха – отход с/х производства. Наибольший результат достигается при предварительном замачивании шелухи в водно-щелочном растворе с рН = 10-12.
При бурении скважин с АВПД с целью предупреждения газонефтепроявлений необходимо бурить на утяжеленном растворе. Для этого в раствор вводят специальные добавки-утяжелители, повышающие плотность раствора. Однако при добавлении утяжелителей увеличивается содержание твердой дисперсной фазы, вследствие чего подвижность системы уменьшается, т.е. возрастает ее вязкость.
Требования, предъявляемые к утяжелителям:
1. Плотность утяжелителя. Чем меньше расход утяжелителя, тем слабее его отрицательное влияние на глинистые растворы. Следовательно, чем выше плотность утяжелителя, тем меньше его расход и тем слабее его ухудшающее влияние на показатели бурового раствора.
2. Тонкость помола. Для того, чтобы частицы утяжелителя удерживались в глинистом растворе во взвешенном состоянии, необходимо его предварительно подвергать помолу. Степень дисперсности молотого утяжелителя называют тонкостью помола. Чем выше дисперсность, тем тоньше помол. При недостаточно тонком помоле в утяжелителе остается много крупных частиц, которые не будут удерживаться во взвешенном состоянии и будут выпадать в осадок.
Кроме того, утяжелители обладают определенной твердостью, поэтому будут оказывать абразивное воздействие на долота, бурильные трубы и детали бурового насоса. Тонкость помола не должна быть чрезмерной, т.к. это приведет к увеличению вязкости бурового раствора.
3. Влажность. Количество воды, содержащейся в утяжелителе, выраженное в %%, называют влажностью. Влажность не должна превышать определенной величины, т.к. излишне влажный утяжелитель летом при транспортировке может растекаться, а зимой – смерзаться.
4. Содержание водорастворимых солей. Водорастворимые соли вместе с утяжелителем усиливают структурные свойства бурового раствора. Поэтому содержание солей в утяжелителе должно быть ограничено. Водорастворимые соли в утяжелителе представлены в основном солями натрия и кальция. Наиболее сильное влияние на структурные свойства утяжеленного раствора оказывают соли кальция, поэтому их должно быть меньше, чем солей натрия.
5. Предел утяжеления. Добавка утяжелителя в буровой раствор приводит к ухудшению показателей раствора: увеличение вязкости, СНС. Для нейтрализации этого ухудшающего влияния в утяжеленный раствор обязательно добавляют реагенты-разжижители и воду для увеличения подвижности раствора. По мере роста расхода утяжелителя его ухудшающее влияние усиливается. Расход воды и реагента-разжижителя также возрастает. Наступает такой момент, когда увеличение плотности раствора, вызванное добавкой утяжелителя сравнивается с уменьшением плотности, вызванное разбавлением и рост плотности прекращается. Это называется пределом утяжеления.
Количество сухого утяжелителя, необходимое для утяжеления 1 м 3 бурового раствора, определяется по формуле (23):
, (23)
где ρ1—плотность исходного бурового раствора;
ρ2–требуемая плотность раствора;
ρ3 – плотность утяжелителя.
Для утяжеления бурового раствора при бурении скважин применяются утяжелители с различной плотностью в зависимости от необходимого увеличения плотности раствора.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет