Закінчення таблиці 1.1

Лабораторна робота № 1

Призначення, основні складові бурового розчину, їх оптимальні домішки

Мета роботи: вивчити призначення, оптимальні домішки хімічних реагентів, які використовують для регулювання параметрів бурового розчину.

Нагадаємо ще раз основні функції бурових розчинів: транспортування вибуреної породи з вибою на поверхню, створення гідростатичного тиску у свердловині, утримання у змуленому стані частинок вибуреної породи після припинення циркуляції, утворення фільтраційної кірки на стінках свердловини, охолодження долота, передача енергії від насосів до вибійних двигунів, сприяння руйнуванню гірських порід, запобігання корозії бурильних труб, зменшення ваги колони труб та інші. При бурінні в ускладнених умовах бурові розчини додатково сприяють підвищенню стійкості стінок свердловини, запобігають набуханню глинистих порід, звуженню ствола свердловини, зменшують сили тертя бурильної колони зі стінками свердловини, закупорюють канали поглинаючих горизонтів, зменшують розчинність солей, які знаходяться в розбурюваних породах.

На сьогоднішній час для буріння нафтових і газових свердловин застосовують понад 25 типів бурових розчинів. Вибір того чи іншого типу розчину залежить від конкретних умов буріння свердловини. Запам’ятати склад і рецептуру такої великої гами бурових розчинів важко. З метою покращання запам’ятовування складу і рецептури того чи іншого бурового розчину пропонуємо студенту спочатку ретельно вивчити склад інгібуючого розчину та оптимальний вміст хімічних реагентів, які застосовують для регулювання параметрів розчину.

Вивчивши інгібуючий розчин, як найбільш розповсюджений у практиці буріння свердловин, студентові буде значно легше запам’ятовувати склад інших типів бурових розчинів, вивчаючи тільки їх відмінності від інгібуючого розчину.

Отже, склад інгібуючого розчину такий:

1 Вода (Н₂О) – дисперсійне середовище.

2 Порошок бентонітовий (ПБ) – структуроутворювач, частково зв’язує вільну воду.

3 Регулятор рН (NaOH – каустична сода, КОН – їдке калі, Са(ОН)₂ – гашене вапно).

4 Понижувач фільтрації – (КМЦ - карбоксиметилцелюлоза, ЕКР – екструзивний крохмаль, ПВЛР - порошкоподібний вуглелужний реагент, гіпан – гідролізований поліакрилонітрил, КССБ – конденсована сульфіт-спиртова барда та інші).

5 Понижувач умовної в’язкості (ССБ - сульфіт-спиртова барда, ФХЛС – ферохромлігносульфонат (10-20% водний розчин), КССБ (10% водний розчин), ПВЛР (10% водний розчин), окзил).

6 Інгібітор (СаСl₂ – хлористий кальцій, КСl – хлористий калій, CaSO₄ ^. 2H₂O - гіпс, CaO - вапно та інші).

Наведені вище речовини є головними складовими, які суттєво впливають на властивості розчину.

Додатковими складовими у більшості розчинів слугують такі речовини:

1 Піногасник (МАС-200 – модифікований аеросил з питомою поверхнею 200 м²/кг, ГС – гумова суспензія, ПЕС – поліетиленова суспензія та інші).

2 Мастильна домішка (нафта, ЗМАД-1, кофос, лабрикол та інші).

3 Обважнювач (CaCO₃ – крейда, Fe₂O₃ - гематит, Fe₃O₄ - магнетит, ВaSO₄ – барит, КБ – концентрат бариту, ОБПМ – обважнювач баритовий модифікований).

Оптимальні домішки найбільш розповсюджених реагентів наведемо у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Оптимальні домішки найбільш розповсюджених реагентів

Назва хімічного реагента	Оптимальна домішка
NaOH, КОН, Са(ОН)2	до 5 кг/м3
КМЦ	2-20 кг/м3
ЕКР	10-30 кг/м3
ПВЛР	10-50 кг/м3
Гіпан	20-200 л/м3 (10% водного розчину)
КССБ	10-50 кг/м3
ССБ	10-50 кг/м3
ФХЛС	20-30 кг/м3

Закінчення таблиці 1.1

Назва хімічного реагента	Оптимальна домішка
Окзил	10-40 л/м3 (10% водного розчину)
СаСl2	10-20 кг/м3
КСl	30-70 кг/м3
CaSO4.2H2O	10-25 кг/м3
Na2SіO3	40-100 л/м3 (50% товарного продукту)
МАС-200, ГС, ПЕС	1-5 л/м3 (5% розчину у дизельному паливі)
Нафта	60-80 л/м3
Кофос	30-40 л/м3
Лабрикол	20-50 кг/м3
CaCO3 -, Fe2O3 -, Fe3O4, КБ, ОБПМ	за розрахунком

Примітка. Мінімальна домішка реагентів характерна в більшості випадків для прісних розчинів і низьких температур, максимальна - для соленасичених розчинів і високих температур.

Запам’ятавши наведені вище дані, записати склад і рецептуру будь-якого інгібуючого розчину буде легко. Для прикладу наведемо склад і рецептуру хлоркальцієвого розчину із розрахунку на 1 м³:

1 Н₂О – решта.

2 ПБ – 60-70 кг/м³.

3 NaOH – до 5 кг/м³.

4 КМЦ – 8-10 кг/м³.

5 КССБ - 30-50 кг/м³.

6 СаСl₂ - 15 кг/м³.

7 МАС-200 – 5 л.

8 Нафта – 70 л.

9 ОБПМ-1 – за розрахунком.