Реферат на тему Застосування гіпсо-калієвого бурового розчину - Технологія виробництва - Реферати - Каталог статей

Реферат на тему:Застосування гіпсо-калієвого бурового розчину. Призначення розчину і умови застосування Гіпсо-калієві розчини – інгібуючі системи , які містять в якості інгібуючих електролітів сполуки калію (гідроксид і хлорид) і кальцію ( вапно і гіпс ). Гіпсо-калієві розчини використовують для розкурювання малостійких і висококолоїдних глин і глинистих порід переважно натрієвого типу , коли хлор-калієвий розчин не достатньо ефективний. Інгібуюча дія їх сильніша , ніж у хлор-калієвих, так як разом з коагуляцій ними процесами глиниста вибурена порода бере участь в катіоннообмінних реакціях .Крім цього , ці розчини менше піддаються коагуляційно му згущенні. Термостійкість гіпсо-калієвих розчинів залежить від застосованого захисного реагента , проте не перевищує 1600 С . Гіпсо-калієвий буровий розчин не втрачає своїх властивостей і не змінює своїх параметрів при попаданні в нього до 3-5%пластової води , якщо мінералізація останньої не перевищує мінералізацію його фільтрату Склад і допустимі значення показників властивостей Гіпсо- калієві бурові розчини – багатокомпонентні системи , до яких входить хлористий калій , гіпс , реагенти – понижувачі в’язкості і водовіддачі, а також спеціальні добавки ( піногасник , хромати. Показник рН регулюють додаванняям їдкого калі . Для попередження надмірного згущення при додаванні інгібуючих добавок використовується вапно. Обважнював додають до отримання необхідної густини . Склад гіпсо-калієвих розчинів , допустимі добавки та інтервали змінювання величин показників властивостей приведені в таблиці 17 3. Технологія приготування Для приготування гіпсо-калієвого розчину глину диспергують в прісній воді з допомогою диспергатора або гідромішалки до отримання в’язкості 80-100 с .Підвищення ефективності диспергування глини може отримуватись диспергуванням у водному розчині УЩР ( 150+200 кг глинопорошка ПБД, 100-150 кг УЩР і вода . Після диспергування глинисту пасту розбавляють водо до умовної в’зкості 25-30 с і додають 3-5% водно –лужного лігносульфонатного реагента, 0,3-0,5% КМЦ –600. Потім знову додають лігносульфонатний реагент до отримання УВ =25-30с , У1=6-30, У10=18-90 д Па і лише після цього проводять інгібування ( вводять гіпс або алесбастер , а потім KCl) і при необхідності обважнювач. З метою зменшення розходів реагентів – понижувачів в’язкості і недопущення надмірного згущення перед початком вводу інгібуючих добавок , при первинній обробці бурового розчину , необхідно провести попереднє насичення розчину вапном протягом 2-3 цикли циркуляції або при інтенсивному перемішуванні до отримання розрідженого розчину до УВ=25-30 с. Гіпсо- калієвий розчин може готуватися також на основі прмивальної рідини , яка застосовувалася при бурінні попереднього інтервалу . Для переводу гіпсового і вапнякового розчинів в гіпсо-калієвий попередньо знижують їх в’язкість до 25 с з додаванням водного розчину лігносульфонатного реагенту , нейтралізованого до рН =9. Кількість лігносульфонатного реагента залежить від в’язкості вихідного розчину. якщо в’язкість знижується недостатньо , буровий розчин потрібно розбавити водою . Потім додається 5%-ний водний розчин КМЦ-600 –0,3-0,5% ( в переводі на суху речовину) .Якщо густина вихідного розчину велика ( 1.7 г/см3 ) , КМЦ потрібно вводити в сухому вигляді .Потім розчин розріджують до УВ=25-30 с додаванням 1-3 % лігносульфонатного реагенту і проводять обробку хлористим ( азотно-кислим ) калієм. для отримання 1м3 лігносульфонатного реагента необхідно : лігносульфонатного реагента ( ФХЛС) –150 кг; води –850 л; їдкого калія –10 кг; Склад розчину \| Вміст, кг/м3 \| Показники властивостей , кг/м3 \| УВ, с \| У1, дПа \| У10, дПа \| Ф, см3 \| рН \| Са++ мг/л \| К++, мг/л 1 \| 2 \| 3 \| 4 \| 5 \| 6 \| 7 \| 8 \| 9 \| 10 Глинопорошок ПББ ПБВ ПБГ ПДБ \| 60-100 80-120 100-140 120-150 \| 1080-2200 \| 20-30 \| 6-36 \| 12-72 \| 4-8 \| 8-9 \| 100-1500 \| 2000-6000 Носії іонів калію і кальцію KCl Гіпс ( алесбастер) \| 10-30 10-15 Понижувачі в’язкості Окзил ( сухий) ФХЛС \| 30-50 20-40 Понижувач фільтрації КССБ-4 КМЦ (крохмал) \| 30-50 5-15 Змащуючи добавки Нафта \| 100-120 Спеціальні добавки Хромати Вапно Триксан КОН \| 2-5 2-5 01-0,5 5-10 хроматів-7-10 кг( при t 1000С) Таблиця 17 Контроль властивостей розчину у процесі буріння В процесі буріння на гіпсо-калієвому розчині необхідною умовою є дотримання в заданих межах концентрації інгібуючих катіонів (Са++ і К++) в фільтраті. Вміст іонів кальцію і аніонів хлору , загальну мінералізацію фільтрату контролюють безпосередньо на буровій , а вміст катіонів калію – в лабораторії. При зниженні вмісту іонів кальцію в фільтраті менше 700 мг/л в розчин додають гіпс або алесбастер кількістю 1-5 кг/м3. Хлористий калій потрібно вводити в буровий розчин після додавання гіпсу або коли вміст катіонів кальцію в фільтраті знаходиться в заданих межах . Перед вводом інгібуючих добавок розчин не повинен мати підвищеного значення в’язкості , СНЗ і фільтрації. В процесі буріння зниження в’язкості і СНЗ розчину здійснюється додаванням 05-1,0% водно-лужного лігносульфонатного реагента . При недостатньому вмісті глинистої фази ( низька в’язкість і нульове значення СНЗ) в розчин додають добре продисперговану в прісній воді 10-15% -ну глинисту суспензію . Фільтрацію понижують додаванням 0,3-0,5% КМЦ-600 або 0,2-0,3% КССБ –4 і 0,1-0,2 % КМЦ-600. Значення рН розчину регулюють додаванням кислого ФХЛС ( при необхідності зниження ) або КОН , Са( ОН)2 ( для підвищення ) Змащуючи властивості регулюють додаванням нафти в суміші із сульфазолом у співвідношенні 100:1. Так як і в інших розчинах, які оброблені лігносульфонатними реагентами , при піноутворенні в розчин необхідно додати піногасник. 5Перевід в інші типи розчинів Перевід гіпсо-калієвого бурового розчину в інші типи розчину проводиться у відповідності з даними наведеними в таблиці 18 таблиця 18 – Правила переводу з гіпсокалієвого в інші типи розчинів Розчин , на який здійснюється перехід \| Технологія переходу Попередня підготовка розчину \| Обробка розчину Калієвий \| припинити ввід гіпсу в буровий розчин \| Видалення іонів кальцію шляхом їх переведення в нерозчинні карбонати додаванням Na2CO3 кількістю еквівалентній вмісту іонів Са++ в розчині ( на кожні 10мг/л іонів Са++- 26,5 мг/л Na2CO3 і продовжувати буріння з обробкою КСl Мінералізований, соленасичений \| За 150 м до переходу припинити подачу гіпсу і хлористого калію в буровий розчин .Розчин обробляється кальцинованою содою ( Na2CO3) кількістю 10-20 кг/м3 \| Вводиться 10-15 кг /м3( в розрахунку на суху речовину) реагента –понижувача фільтрації (КМЦ) у вигляді 10%-ного розчину або в сухому вигляді і нафту до вмісту її врозчині 8-105 . Для зниження в’язкості додається 50-100 л/м3лігносульфонатного реагента ( ФХЛС, КССБ) 10% -ної концентрації з рН =9 ( при Т1200С разом з 0,01-0,03% хроматів ) .Потім додається сіль (240-260кг/м3) і паралельно обважнювач Лігносульфонатний \| Припиняється додавання гіпсу і хлористого калію , продовжується буріння з обробкою лігноч\сульфоналами Гіпсо-вапняковий \| Припняється ввід хлористого калію і продовження буріння з обробкою гіпсом і вапном Альмо-калієвий \| Припиняється ввід гіпсу і вапна за 100-150 м до інтервалу переходу на Альмокалієвий розчин \| Визначення вмісту іонів Са++у фільтраті і обробка розчину еквімолекулярним кількості кальцинованої соди для виводу їх із розчину . Подальша обробка введеться алюмокалієвими квасцями 6. Вплив розчину на наступні технологічні операції Гіпсо-калієві розчини благополучно впливають на приствольну зону заглинизованих продуктивних пластів внаслідок сильної інгібуючої активності . При наявності в каркасі колектора набухаючи глин , особливо натрієвого типу , фільтрат бурового розчину спричиняє незначну зміну проникності .Це пов’язано з зменшенням подвійного електричного шару навколо глинистих частин , переходу частини зв’язаної води у вільну форму і збільшення розміру каналів між порами пласта . Величина відновлення проникності для заглинизованих гранулярних колекторів з проникністю – 30мкм2 коливається в межах 0,95-0,98. нерозчинений гіпс і глиниста фаза утворюють невелику і щільну зону кольматації , яка легко ліквідується при проведенні перфораційних робіт . Наявність у складі гіпсо-калієвих розчинів до 3-5% хлористого калію знижує електричний опір бурового розчину до рівня менше 0,2 ом *м , тому при використанні таких розчинів застосування електрометричних геофізичних методів майже неможливе. В процесі цементування при змішуванні гіпсо-калієвого бурового розчину з цементом можуть проходити наступні процеси : Якщо цементний розчин оброблений гіпаном , проходить сильне згущення суміші і необхідне застосування буферних рідин ; Якщо цементний розчин оброблений КМЦ , згущення суміші короткочасне і незначне ; Якщо цементний розчин оброблений лігносульфонатами або ВКК спостерігається незначне згущення суміші ; Якщо шлаковий розчин оброблений гіпаном , згущення суміші незначне , а при його обробці лігносульфонатами або ВКК таке не спостерігається Застосування хлор-калієвих бурових розчинів 1, Призначення розчинів і умови їх застосування Хлор-калієві розчини – це бурові розчини, які містять в якості інгібуючого електроліта хлорид , а регулятора лужності – гідроксид калію . Вони призначені для ефективного підвищення стійкості стінок свердловини при буріння в глинистих сланцях різного складу . Геометричні фактори дозволяють слабогідратуючим іонам калію вільно проникати в міжплощинний простір і вміщуватись в пустоти гексагональної сітки , утвореної кремній кисневими тетраедрами , щільно зв’язуючи елементарні пластини монтморилоніта між собою , запобігаючи міжплощинній гідратратації , набуханні і диспергуванні . Глини стають слабогідратуючі з підвищенням значення механічної щільності і водостійкості . На відміну від кальцієвих розчинів , при інгібуванні солями калію розчин краще стабілізується . Це дозволяю\є суттєво збільшити концентрацію іонів калію в розчині, і таким чином , звести до мінімуму осмотичну гідратацію. Найбільш швидке насичення глин іонами калію відбувається при рН= 9-10. Термостійкість хлор-калієвих розчину визначається в залежності від застосованого реагента і може бути 1000С ( крохмаль), 1500С ( КМЦ і КССБ+ КМЦ ); 1700 С ( КССБ) ; і 2000С (акрилати ). 2. Склад і допустимі показників властивостей Склад хлор-калієвих розчинів . допустимі добавки та інтервали зміни показників властивостей приведені в табл.19 Таблиця 19 -Хлор-калієві розчини Склад розчину \| Вміст , кг/м3 \| Показники властивостей УВ, с \| У1, дПа \| У10, дПа \| Ф , см3 \| рН \| , кг/м3 Глинопорошок ПББ ПБВ ПБГ ПБД \| 40-60 60-80 80-100 100-150 \| 25-40 \| 12-60 \| 36-120 \| 4-8 \| 9-9,5 \| 1080-1200 Реагенти – стабілізатори : КМЦ М-14 Крохмаль КССБ-4 КМЦ+ КССБ-4 УЩР+ КССБ \| 5-15 5-10 5-10 50-70 (3-5)+(30-50) (50-70)+ ( 10-30) Спеціальні добавки Хлористий калій Гідроокис калію Триксан Са(ОН) 2 Т-66 \| 30-50(70) 3-10 2-3 1-2 40-50 Змащуючи добавки Нафта Сульфанол Окислений бітум \| 80-120 2-3 10-30 3. Технологія приготування Для приготування хлор-калієвого розчину використовується глиниста суспензія , приготовлена з попередньо гідратованого і продиспергованого в прісній воді глинопорошка, вміст 3-4% колоїдної складової. Прісний розчин обробляється полімерними реагентами і лігносульфонатами ( в співвідношенні 1:10) через 1-2 год після перемішування додають КСl, а при необхідності - барит При введенні хлористого калію розчин стає густим . Найбільше згущення відбувається при концентрації КСl 0,7-1,7% від об’єму розчину . Для відновлення властивостей бурового розчину використовуються два методи – закачування приготовленого розчину через свердловину протягом 1-2 циклів циркуляції і застосування в процесі приготування диспергуючих засобів ( наприклад . гідравлічні диспергатори ДГ-1, ДГ-2) . При використанні першого методу , підвищення тиску в процесі закачування згущеного бурового розчину вимагає зниження подачі насосів на 25-50% . Використання другого методу дозволяє уникнути коагуляційного згущення розчину і більше ніж у 2 рази знизити втрати часу на його приготування . Хлор-калієвий розчин готується з використанням гумітів по наступній схемі . Ємність для приготування заповнюють прісною водою , потім додають відповідну кількість глинопорошку і перемішують протягом 2 години з використанням мішалок і гідро пістолетів ( при використанні диспергаторів –5-6 циклів ). Потім додають піногасник Т-66 ( 40-50 кг/м3) або Триксан (2-3 кг/м3 ) після чого розчин перемішують 10-15 хв . Потім в розчин додають 1-3 кг/м3 КОН і через 10-15 хв додають УЩР кількістю 50-70 кг/м3. Стабілізація розчину проводиться 2 год , після чого вводиться КССБ- 10-30 кг/м3 і розчин перемішують ще протягом 0,5 год .Для одержання гуматів кальцію в розчин вводиться вапно кількістю 1-2 кг/м3 і через 0,5 год - - хлористий калій 30-50кг/м3. Розчинення хлористого калію відбувається через 1-1,2 год . Приготування хлор-калієвого розчину із гуманного відбувається наступним чином . Розчин послідовно обробляється КОН 1,0-1,5 % 4-5% Т-66 (Т-80) ; 1-3% УЩР і 0,1-1,5 % КССБ ( на суху речовину від об’єму розчину ) .Після 2-3 циклів циркуляції заміряється величина рН розчину , якщо вона становить нижче 11,5 додатково вводиться КОН . Потім вводиться в розчин вапно в сухому вигляді кількістю 0,1-0,2% , хлористий калій послідовно протягом 3-4 циклів циркуляції . Можливе приготування хлор-калієвого розчину із прісного по натупній схемі . Попередньо розчин обробляється водним розчином лігносульфоната ( ССБ , КССБ-4 , ФХЛС , КОН) до одержання в’язкості 25-30с , вводять 5-10кг/м3полімерного реагента і лиш після цього додають хлористий калій протягом 2-3 циклів циркуляції . Показник рН хлор-калієвого розчину підтримується в межах 9-9,5 додаванням їдкого калію . Хлор-калієвий розчин можна приготувати і з інших бурових розчинів . Основна умова при цьому – попереднє видалення із розчину іонів натрію і зниження вмісту колоїдних частин до 3-4 % . Тому за 100-150 м до потрібного інтервалу буріння з промиванням калієвим розчином їдкий натрій заміняють їдким калієм при приготуванні реагентів і регулюванні рН розчину . Для надання змащуючи властивостей розчину в нього можна додавати нафту з сульфанолом ( 30:1) кількістю 8-12 % , СМАД-1 1-2% або бітумний концентрат , який складається з дизпалива, окисленого бітума і сульфазолу в співвідношенні (10:1:0,2) кількістю 5-10% . Контроль властивостей у прцесі буріння Для зниження структурно механічних показників розчин обробляють лігносульфонатами або разом із хроматами ( при температурі більше 800С ) Кільк5ість водного розчину розріджувача залежить від вихідної в’язкості і не перевищує 30-50 л/м3 ( 10% -го розчину) . Найлегше структурно-механічні властивості регулюються додаванням в невеликій кількості 5%-ного окзилу при співвідношенні КОН 1:0,1 до 1: 0,3 в залежності від величини водневого показника рН розчину . Можна використовувати з цією метою і ФХЛС ( 1: 0,3; 1: 0,4) хоч і при цьому отримують гірші результати і відбувається вспінення розчину. Фільтрація підтримується в заданих межах , при її підвищенні в розчин додають 2-3 кг/м3полімерного реагента ( в перерахунку на суху речовину ) або 0,5-1% КССБ + 0,1-0,2 % КМЦ .Мінералізацію фільтрату контролюють методом висушування або по щільності фільтрату. Кількість КСl у фільтраті хлор-калієвого розчину підтримується в межах 30-70 г/л . При недостатній мінералізації або зниженні вмісту калію в розчин вводять 2-5 кг/м3 КСl . Якщо в процесі буріння в’язкість важко регулювати додаванням розріджувача ( при бурінні вологих , легко диспергуючих глин з використанням розчинів високої густини ) , то в розчин додають 3-5 кг/м3 вапнякового молока густиною 1,10-1,20 г/см3 . 1-2 кг/м3 гіпсу або 1-2 кг/м3 алюмокалієвих квасців , тобто переводять їх в гіпсо-вапнякові або алюмо-калієві розчини . Для підтримання рН на рівні 8,5-10 періодично додають 0,1-0,15 % КОН . При відсутності КОН можна використовувати К2СО3 в сумші звапном в співвідношенні 1:1 . У випадку різкого зниження в’язкості і статичного напруження зсуву внаслідок попадання води або додавання перебільшеної дози КМЦ врозчин вводять попередньо гідратований бентоніт . При додаванні в сухого бентоніту в’язкість і СНЗ підвищуються тільки через 24-48 год перемішування внаслідок інгібуючої дії іонів калію . Регулювання властивостей гуманно-калієвого розчину може здійснюватись як послідовним і окремим вводом реагентів так і сумісним. Для послідовного – готується комплексний реагент , який містить 50 кг- УЩР , 10 кг КОН , 10 кг вапна , 50 кг КССБ , 50 кг КСl і 1м3 води . Реагенти вводяться у воду з вказаною послідовністю . При підвищенні умовної в’язкості і СНЗ вводиться 1-3 % комплексного реагента . При підвищенні фільтрації в розчин вводиться 1-2% УЩР , 0,05-0,1% КССБ. 5 Перехід до інших типів розчинів Перехід хлор-калієвих розчинів в інші інші типи розчинів приводиться в таблиці 20 6 Вплив розчину на наступні технологічні операції Хлор-калієві розчини являються найбільш доцільними для вскриття колекторських горизонтів з величиною проникності від 0,05мкм2 до 0,3 мкм2, так як фільтрат розчину забезпечує зниження гідратації глин каркасу або базису колектора і не утворює осаду при змішуванні з пластовою водою. Коефіцієнт відновлення проникності для заглинизованих гранулярних колекторів з проникністю 0,03 мкм3складає 0,95 . Зона проникнення фільтрату калієвих розчинів залежить від величини перепаду тиску в системі свердловина- пласт і реагентів –стабілізаторів. Проте при однакових умовах вона значно більша , ніж у розчинів, оброблених хлористим натрієм .З цим пов’язана складність інтерпретації геофізичних даних при використанні хлор-калієвих розчинів. Хлористий калій , як і більшість неорганічних електролітів , знижує термін прихвату тампонажних розчинів . Такий вплив хлористого калію спостерігається в інтервалі концентрації від 1 до 8% . При подальшому підвищенні концентрації електроліту відбувається збільшення термінів прихвату цементів .В цьому ж інтервалі відбувається збільшення в’язкості тампонажного розчину і щільність каменю . З сказаного вище випливає , що в зоні змішування хлор-калієвого бурового розчину і тампонажного розчину терміни прихвату знижуються , а в’язкість суміші підвищується . Якщо хлор-калієвий розчин оброблений акриловими полімерами ( гіпан, метас, М-14) , то сильне згущення суміші може спостерігатися при змішуванні з тампонажними цементами , обробленими кмц або гіпаном . При іншій обробці тампонажного розчину підвищеного згущення не спостерігається . Таблиця 20 – Правила переходу з хлор-калієвого на інші типи розчинів Розчин , на який переходиться \| Технологія переходу Попередня підготовка \| Обробка розчину Мінералізований , соленасичений \| Додається сіль (240-260 кг/м3) , паралельно вводиться 5-10кг/м3( в перерахунку на суху речовину ) реагента –понижувача фільтрації ( КМЦ, М-14, метас, крохмаль) у вигляді 5-10% -ного розчину або в сухому вигляді і лігносульфонатний реагент ( ФХЛС, КССБ) 10%-ної концентрації з рН=9 кількістю 50-100 л/м3 при Т1200С , 0,01-0,03% хром піка. Припинення додавання КСl і продовження буріння з обробкою гуманним реагентом . Лігносульфонатний \| Припинення додавання КСl і і продовження буріння з обробкою лігносульфонатами Гіпсо-калієвий , Альмо-калієвий \| Припинити обробку розчину акриловим полімером , УЩР та іншими реагентами , які зв’язують іони кальцію за 100-150 м до інтервалу переходу \| Обробка розчину гіпсом 10-15 кг/м3 і стабілізація полімерними реагентами КМЦ , крохмаль5-10 % -ними розчинами кількістю 3-5 л/м3або сумішшю КМЦ+ КССБ у співвідношенні 1:10_1:5. Обробка розчину алюмокалієвими квасцями 1-5 кг/м3 Малосилікатно-солевий \| Зменшити вміст глини до 10-15% , знизити в’язкість до 25-30 с ,обробити розчин кальцинованою содою до одержання концентрації іонів кальцію 50мг/л \| Ввести рідке скло кількістю 2-5% від об’єму розчину за 2-3 цикли і обробити розчин 25% -ним розчином розріджувача КССБ або ФХЛС з рН=8,5-9 Вапняковий і гіпсо-вапняковий \| Припиненя обробку розчину кальцій звязуючими реагентами і КСl \| Обробити розчин лігносульфонатними розріджувачами з рН=9 , ввести вапнякове молоко0,2-0,35 % ( на суху речовину) або БКИ. При переводі в гіпсо –вапняковий –додатково ввести гіпс 1-2%
1 2 3 4 5 Категория: Технологія виробництва \| Добавил: Aspirant (11.07.2013)
Просмотров: 469 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: