Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Основні властивості та параметри промивальних рідин — кількісну оцінку властивостей промивальної рідини називають її параметрами. Найважливішими параметрами промивальних рідин є наступні:
- Густина — це маса одиниці об‘єму промивальної рідини. За ра-хунок своєї густини, промивальна рідина попереджає проникнення пластових флюїдів у свердловину, зменшує руйнування стінок сверд-ловини, частинки породи краще утримуються у рідині і не випадають на вибій свердловини.
Густина рідини нормується діючими правилами в бурінні. Для створення репресії на пласт, гідростатичний тиск стовпа промивальної рідини для глибин до 1200 м повинен переважати пластовий тиск на 10 — 15 % (але не більше ніж на 1,5 МПа), для глибин до 2500 м — відповідно 5 — 10 % (2,5 МПа), а для більших глибин — на 4 — 7 % (але не більше 3,5 МПа).
Розрізняють істинну і позірну густину. У буровій промивальній рідині присутня певна кількість повітря або газу. Повітря зменшує густину рідини. Густина рідини без повітря є істинною, а з повітрям — позірною.
Густина промивальної рідини заміряється ареометрами АГ-1, АГ-3ПП та важільними вагами. Одиницею виміру є кг/м3 або т/м3. Ві-дхилення фактичної густини промивальної рідини від заданої (проек-тної) не повинно перевищувати ± 20 кг/м3.
- Умовна в'язкість характеризує опір бурової промивальної рідини її прокачуванню. Умовну в'язкість заміряється лійкою Марша (віскозиметр ВБР-1) у секундах витікання 500 см3 промивальної рідини із лійки в яку налито 700 см3 розчину. Вода із лійки повинна витікати за 15 с.
В'язкість можна визначити за такою простою формулою :
μ = ρ (t — 25)
де μ = ефективна в'язкість у сантипуазах
ρ = густина у г/см3
t = час витікання розчину в секундах
Оптимальна величина в'язкості залежить від конкретних умов буріння. З точки зору зменшення витрат енергії на промивання сверд-ловини, якості очищення рідини від вибуреної породи та газу потрібні рідини з мінімальною в‘язкістю, а для поліпшення виносу шламу із свердловини, утримання шламу під час зупинки циркуляції потрібні рідини з більшою в‘язкістю. При високій в'язкості можуть руйнуватися стінки свердловини.
- Водовіддача (фільтрація — Ф) характеризує здатність бурової промивальної рідини відфільтровувати воду у стінки свердловини (бокову породу). Водовіддачу вимірюють приладами ВМ-6 і ВГ-1. Визначається об᾽єм води, який відфільтровується із 100 см3 промивальної рідини за 30 хв. У приладах ВМ-6 і ВГ-1М водовіддача вимірюється при тиску 1 ат і кімнатній температурі. Приблизну водовіддачу можна визначити за 7,5 хв., помноживши одержане значення на 2. Водовіддача суттєво залежить від температури і тиску. Вимірювання водовіддачі при більш високих тисках і температурах виконується на фільтр-пресах. На фільтр-пресі ФП-200 водовіддача вимірюється при температурі до 200°С і тиску 15 МПа. Чим менша водовіддача промивальної рідини, тим вона більш якісна, але підтримання низької водовіддачі вимагає значних затрат. Особливо важливо, щоб промивальна рідина мала низьку водовіддачу у вибійних умовах.
- Товщина глинистої кірки. При вимірюванні водовіддачі (при-лад ВМ-6) на фільтрувальному папері утворюється кірка. Її товщина та вигляд також визначає якість промивальної рідини. Товщина кірки заміряється у мм. Кірка повинна бути тонкою (близько 1 — 2 мм) і щільною. Тонка і щільна кірка не дозволяє фільтратові проникати глибоко у пласт, захищає стінки від впливу фільтрату (води). Пухка кірка свідчить про низьку якість промивальної рідини і збільшує імовірність прихоплення (прилипання) бурильної колони.
- Статичне напруження зсуву (СНЗ). Бурові промивальні рідини відносяться до бінгамівських, тобто неньютонівських рідин. За рахунок утворення тиксотропної структури, для зрушення рідини з місця потрібно створити певне зусилля. Під час руху промивальної рідини її структура частково руйнується і опір зміщенню сусідніх шарів рідини зменшується.
СНЗ характеризує властивість бурової промивальної рідини утворювати структуру певної міцності (зв᾽язності). СНЗ заміряють приладом СНЗ-2 після залишення у спокої промивальної рідини на 1 хв. і 10 хв. Параметр СНЗ має розмірність мгс/см2, або в дПа (деципаскаль, 10−1 Пa). Промивальні рідини в яких СНЗ близьке до 0 не створюють структури; у цьому випадку шлам із свердловини виноситься погано, при зупинці циркуляції промивальної рідини, вибурена порода і тверді частинки обважнювача випадають на вибій, густина розчину зменшується, можливе утворення корків у бурильних трубах і втрати циркуляції. Високі значення СНЗ призводять до високих динамічних тисків при спуску та підйомі бурильної колони, руйнування стінок свердловини за рахунок коливань тиску, високих тисків у напірному трубопроводі насосів при відновленні промивки. Оптимальні значення СНЗ знаходяться у межах 10 — 60 дПа. При цьому, СНЗ за 1 хв. повинно бути приблизно у два рази вищим ніж СНЗ за 10 хв.
- Граничне динамічне напруження зсуву характеризує міцність структури бурової промивальної рідини, вказує на зусилля, яке потрібно прикласти до рідини, щоб вона почала рухатися. Визначається на віскозиметрах ВСН-3 та їх аналогах. Позначається буквою τо, або YP (yield point), точка піддавання. Одиниці вимірювання — Па (стара одиниця вимірювання, мгс/см2). Принцип роботи віскозиметра подібний до приладу для вимірювання СНЗ. Віскозиметр може вимірювати опір руху промивальної рідини при різних числах обертів: 0,2; 200; 300; 400;600 хв−1.
- Пластична в'язкість характеризує ріст напруження зсуву з ро-стом швидкості зсуву. Вимірюється у Па·с або сП (сантипуаз). Визначається кутом нахилу прямої залежності напруження зсуву від градієнту швидкості зсуву. Пластична в‘язкість це та частина опору руху рідини, яка викликається механічним тертям. Вона залежить від вмісту твердої фази, розміру і форми частинок, в‘язкості рідкої фази. Позначається буквою ηпл або PV. Визначається за показаннями віскозиметра ВСН-3 або інших ротаційних віскозиметрів.
- Ефективна (уявна або позірна) в'язкість характеризує загальний опір рухові рідини, як на руйнування структури (зрушення) так і на подолання в‘язкості. Ефективна в‘язкість залежить від швидкості руху рідини. Ефективна в'язкість визначена при 600 хв−1 віскозиметра.
- Концентрація водневих йонів (рН) — це логарифм концентрації водневих йонів у фільтраті промивальної рідини, взятий з протилежним знаком. Водневий показник електрично нейтрального середовища рН = 7, лужного середовища 7 < рН — 14, кислого 1 — рН < 7. Водневий показник має дуже важливе значення для оцінки якості промивальних рідин на водній основі. Деякі види хімічно оброблених рідин стабільні лише у визначеному діапазоні рН. При рН < 7 суттєво інтенсифікується корозія сталевих труб, а при рН — 10 — труб із алюмінієвих сплавів.
Водневий показник вимірюють за допомогою лакмусового паперу або електронних рН-метрів.
- Седиментаційна стійкість характеризується двома показниками: добовим відстоєм і стабільністю.
Добовий відстій — це об'єм дисперсійного середовища, який виділився за одну добу спокою із 100 см3 промивальної рідини, налитої у мірний циліндр.
Стабільність — це різниця густин промивальної рідини, що знаходиться у нижній і верхній половині спеціального циліндра (ЦС-1), після 1 доби спокою. В якісних промивальних рідинах добовий відстій дорівнює нулю, а показник стабільності не перевищує (20 — 30) кг/м3.
- Вміст піску це відношення об'єму осаду, який утворюється при відстоюванні протягом 1 хвилини промивальної рідини, розведеної водою, до об'єму вихідної промивальної рідини. Для вимірювання вмісту піску використовують скляний (відстійник Лисенка) або металевий відстійник (ОМ-2).
- Вміст газу контролюють для того, щоб виявити початок газопрояву у свердловині. Наявність газу погіршує роботу насосів, збільшує в'язкість промивальної рідини, призводить до зменшення гідростатичного тиску у свердловині.
Вміст газу у промивальній рідині визначають методом розведення або з допомогою приладу ВГ-1, ПГР-1.
- Електричні властивості. Здатність промивальної рідини пере-шкоджати протіканню електричного струму характеризується величиною питомого опору. Для оцінювання питомого опору у промивальну рідину занурюють спеціальний зонд, який складається з двох електродів.
Питомий опір промивальної рідини на водній основі зменшується із збільшенням ступеня її мінералізації і температури і залежить від складу солей у водному середовищі. Для успішного проведення геофізичних досліджень у свердловині, які основані на замірі електричного опору порід, питомий опір рідини повинен бути не меншим, ніж (0,8 — 1,0) Ом·м. Промивальні рідини на водній основі вважаються неелектропровідними. Проте, якщо у рідину опустити два електроди і поступово збільшувати різницю потенціалів, то між електродами виникає електричний розряд. Різниця потенціалів, при якій виникає розряд, називається напругою електропробою. Напруга електропробою є важливою характеристикою таких рідин.
- Термостабільність. Властивості промивальних рідин суттєво змінюються при зміні температури і тривалому їх нагріванні. Для кожного виду промивальної рідини і кожного реагента існують критичні температури, при перевищенні яких у рідині відбуваються необоротні зміни властивостей, а реагенти розкладаються. Цю температуру беруть за межу термостабільності.
- Мастильні властивості характеризують здатність промивальної рідини зменшувати втрати енергії на тертя. Показником мастильних властивостей є коефіцієнт тертя. Показники мастильних властивостей промивальних рідин вимірюються з допомогою різних приладів тертя (трибометрів): чотирикулачкових, Амслера, МКВ-К, Тімкен, АИ-3, ПТ-2 та інших.
Крім розглянутив параметрів промивальної рідини існують й інші. Це вміст нафти у промивальній рідині, вміст твердої фази, в тому числі вміст колоїдної фази, глинистої фази, обважнювала, вміст солей калію, кальцію, магнію, натрію, хлору, сульфату, та загальна мінералізація фільтрату промивальної рідини. Заміряється липкість глинистої кірки, яка може вказати на небезпеку прихоплення бурильного інструменту. Всього у лабораторіях промивальних рідин вимірюють біля 20 параметрів промивальних рідин.
Література
- Орловський В. М., Білецький В. С., Сіренко В. І. Буріння нафтових і газових свердловин. Редакція «Гірничої енциклопедії», Полтава: НТП «Бурова техніка», Львів, Видавництво «Новий Світ — 2000», 2024.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Osnovni vlastivosti ta parametri promivalnih ridin kilkisnu ocinku vlastivostej promivalnoyi ridini nazivayut yiyi parametrami Najvazhlivishimi parametrami promivalnih ridin ye nastupni Gustina ce masa odinici ob yemu promivalnoyi ridini Za ra hunok svoyeyi gustini promivalna ridina poperedzhaye proniknennya plastovih flyuyidiv u sverdlovinu zmenshuye rujnuvannya stinok sverd lovini chastinki porodi krashe utrimuyutsya u ridini i ne vipadayut na vibij sverdlovini Gustina ridini normuyetsya diyuchimi pravilami v burinni Dlya stvorennya represiyi na plast gidrostatichnij tisk stovpa promivalnoyi ridini dlya glibin do 1200 m povinen perevazhati plastovij tisk na 10 15 ale ne bilshe nizh na 1 5 MPa dlya glibin do 2500 m vidpovidno 5 10 2 5 MPa a dlya bilshih glibin na 4 7 ale ne bilshe 3 5 MPa Rozriznyayut istinnu i pozirnu gustinu U burovij promivalnij ridini prisutnya pevna kilkist povitrya abo gazu Povitrya zmenshuye gustinu ridini Gustina ridini bez povitrya ye istinnoyu a z povitryam pozirnoyu Gustina promivalnoyi ridini zamiryayetsya areometrami AG 1 AG 3PP ta vazhilnimi vagami Odiniceyu vimiru ye kg m3 abo t m3 Vi dhilennya faktichnoyi gustini promivalnoyi ridini vid zadanoyi proek tnoyi ne povinno perevishuvati 20 kg m3 Umovna v yazkist harakterizuye opir burovoyi promivalnoyi ridini yiyi prokachuvannyu Umovnu v yazkist zamiryayetsya lijkoyu Marsha viskozimetr VBR 1 u sekundah vitikannya 500 sm3 promivalnoyi ridini iz lijki v yaku nalito 700 sm3 rozchinu Voda iz lijki povinna vitikati za 15 s V yazkist mozhna viznachiti za takoyu prostoyu formuloyu m r t 25 de m efektivna v yazkist u santipuazah r gustina u g sm3 t chas vitikannya rozchinu v sekundah Optimalna velichina v yazkosti zalezhit vid konkretnih umov burinnya Z tochki zoru zmenshennya vitrat energiyi na promivannya sverd lovini yakosti ochishennya ridini vid viburenoyi porodi ta gazu potribni ridini z minimalnoyu v yazkistyu a dlya polipshennya vinosu shlamu iz sverdlovini utrimannya shlamu pid chas zupinki cirkulyaciyi potribni ridini z bilshoyu v yazkistyu Pri visokij v yazkosti mozhut rujnuvatisya stinki sverdlovini Vodoviddacha filtraciya F harakterizuye zdatnist burovoyi promivalnoyi ridini vidfiltrovuvati vodu u stinki sverdlovini bokovu porodu Vodoviddachu vimiryuyut priladami VM 6 i VG 1 Viznachayetsya ob yem vodi yakij vidfiltrovuyetsya iz 100 sm3 promivalnoyi ridini za 30 hv U priladah VM 6 i VG 1M vodoviddacha vimiryuyetsya pri tisku 1 at i kimnatnij temperaturi Pribliznu vodoviddachu mozhna viznachiti za 7 5 hv pomnozhivshi oderzhane znachennya na 2 Vodoviddacha suttyevo zalezhit vid temperaturi i tisku Vimiryuvannya vodoviddachi pri bilsh visokih tiskah i temperaturah vikonuyetsya na filtr presah Na filtr presi FP 200 vodoviddacha vimiryuyetsya pri temperaturi do 200 S i tisku 15 MPa Chim mensha vodoviddacha promivalnoyi ridini tim vona bilsh yakisna ale pidtrimannya nizkoyi vodoviddachi vimagaye znachnih zatrat Osoblivo vazhlivo shob promivalna ridina mala nizku vodoviddachu u vibijnih umovah Tovshina glinistoyi kirki Pri vimiryuvanni vodoviddachi pri lad VM 6 na filtruvalnomu paperi utvoryuyetsya kirka Yiyi tovshina ta viglyad takozh viznachaye yakist promivalnoyi ridini Tovshina kirki zamiryayetsya u mm Kirka povinna buti tonkoyu blizko 1 2 mm i shilnoyu Tonka i shilna kirka ne dozvolyaye filtratovi pronikati gliboko u plast zahishaye stinki vid vplivu filtratu vodi Puhka kirka svidchit pro nizku yakist promivalnoyi ridini i zbilshuye imovirnist prihoplennya prilipannya burilnoyi koloni Statichne napruzhennya zsuvu SNZ Burovi promivalni ridini vidnosyatsya do bingamivskih tobto nenyutonivskih ridin Za rahunok utvorennya tiksotropnoyi strukturi dlya zrushennya ridini z miscya potribno stvoriti pevne zusillya Pid chas ruhu promivalnoyi ridini yiyi struktura chastkovo rujnuyetsya i opir zmishennyu susidnih shariv ridini zmenshuyetsya SNZ harakterizuye vlastivist burovoyi promivalnoyi ridini utvoryuvati strukturu pevnoyi micnosti zv yaznosti SNZ zamiryayut priladom SNZ 2 pislya zalishennya u spokoyi promivalnoyi ridini na 1 hv i 10 hv Parametr SNZ maye rozmirnist mgs sm2 abo v dPa decipaskal 10 1 Pa Promivalni ridini v yakih SNZ blizke do 0 ne stvoryuyut strukturi u comu vipadku shlam iz sverdlovini vinositsya pogano pri zupinci cirkulyaciyi promivalnoyi ridini viburena poroda i tverdi chastinki obvazhnyuvacha vipadayut na vibij gustina rozchinu zmenshuyetsya mozhlive utvorennya korkiv u burilnih trubah i vtrati cirkulyaciyi Visoki znachennya SNZ prizvodyat do visokih dinamichnih tiskiv pri spusku ta pidjomi burilnoyi koloni rujnuvannya stinok sverdlovini za rahunok kolivan tisku visokih tiskiv u napirnomu truboprovodi nasosiv pri vidnovlenni promivki Optimalni znachennya SNZ znahodyatsya u mezhah 10 60 dPa Pri comu SNZ za 1 hv povinno buti priblizno u dva razi vishim nizh SNZ za 10 hv Granichne dinamichne napruzhennya zsuvu harakterizuye micnist strukturi burovoyi promivalnoyi ridini vkazuye na zusillya yake potribno priklasti do ridini shob vona pochala ruhatisya Viznachayetsya na viskozimetrah VSN 3 ta yih analogah Poznachayetsya bukvoyu to abo YP yield point tochka piddavannya Odinici vimiryuvannya Pa stara odinicya vimiryuvannya mgs sm2 Princip roboti viskozimetra podibnij do priladu dlya vimiryuvannya SNZ Viskozimetr mozhe vimiryuvati opir ruhu promivalnoyi ridini pri riznih chislah obertiv 0 2 200 300 400 600 hv 1 Plastichna v yazkist harakterizuye rist napruzhennya zsuvu z ro stom shvidkosti zsuvu Vimiryuyetsya u Pa s abo sP santipuaz Viznachayetsya kutom nahilu pryamoyi zalezhnosti napruzhennya zsuvu vid gradiyentu shvidkosti zsuvu Plastichna v yazkist ce ta chastina oporu ruhu ridini yaka viklikayetsya mehanichnim tertyam Vona zalezhit vid vmistu tverdoyi fazi rozmiru i formi chastinok v yazkosti ridkoyi fazi Poznachayetsya bukvoyu hpl abo PV Viznachayetsya za pokazannyami viskozimetra VSN 3 abo inshih rotacijnih viskozimetriv Efektivna uyavna abo pozirna v yazkist harakterizuye zagalnij opir ruhovi ridini yak na rujnuvannya strukturi zrushennya tak i na podolannya v yazkosti Efektivna v yazkist zalezhit vid shvidkosti ruhu ridini Efektivna v yazkist viznachena pri 600 hv 1 viskozimetra Koncentraciya vodnevih joniv rN ce logarifm koncentraciyi vodnevih joniv u filtrati promivalnoyi ridini vzyatij z protilezhnim znakom Vodnevij pokaznik elektrichno nejtralnogo seredovisha rN 7 luzhnogo seredovisha 7 lt rN 14 kislogo 1 rN lt 7 Vodnevij pokaznik maye duzhe vazhlive znachennya dlya ocinki yakosti promivalnih ridin na vodnij osnovi Deyaki vidi himichno obroblenih ridin stabilni lishe u viznachenomu diapazoni rN Pri rN lt 7 suttyevo intensifikuyetsya koroziya stalevih trub a pri rN 10 trub iz alyuminiyevih splaviv Vodnevij pokaznik vimiryuyut za dopomogoyu lakmusovogo paperu abo elektronnih rN metriv Sedimentacijna stijkist harakterizuyetsya dvoma pokaznikami dobovim vidstoyem i stabilnistyu Dobovij vidstij ce ob yem dispersijnogo seredovisha yakij vidilivsya za odnu dobu spokoyu iz 100 sm3 promivalnoyi ridini nalitoyi u mirnij cilindr Stabilnist ce riznicya gustin promivalnoyi ridini sho znahoditsya u nizhnij i verhnij polovini specialnogo cilindra CS 1 pislya 1 dobi spokoyu V yakisnih promivalnih ridinah dobovij vidstij dorivnyuye nulyu a pokaznik stabilnosti ne perevishuye 20 30 kg m3 Vmist pisku ce vidnoshennya ob yemu osadu yakij utvoryuyetsya pri vidstoyuvanni protyagom 1 hvilini promivalnoyi ridini rozvedenoyi vodoyu do ob yemu vihidnoyi promivalnoyi ridini Dlya vimiryuvannya vmistu pisku vikoristovuyut sklyanij vidstijnik Lisenka abo metalevij vidstijnik OM 2 Vmist gazu kontrolyuyut dlya togo shob viyaviti pochatok gazoproyavu u sverdlovini Nayavnist gazu pogirshuye robotu nasosiv zbilshuye v yazkist promivalnoyi ridini prizvodit do zmenshennya gidrostatichnogo tisku u sverdlovini Vmist gazu u promivalnij ridini viznachayut metodom rozvedennya abo z dopomogoyu priladu VG 1 PGR 1 Elektrichni vlastivosti Zdatnist promivalnoyi ridini pere shkodzhati protikannyu elektrichnogo strumu harakterizuyetsya velichinoyu pitomogo oporu Dlya ocinyuvannya pitomogo oporu u promivalnu ridinu zanuryuyut specialnij zond yakij skladayetsya z dvoh elektrodiv Pitomij opir promivalnoyi ridini na vodnij osnovi zmenshuyetsya iz zbilshennyam stupenya yiyi mineralizaciyi i temperaturi i zalezhit vid skladu solej u vodnomu seredovishi Dlya uspishnogo provedennya geofizichnih doslidzhen u sverdlovini yaki osnovani na zamiri elektrichnogo oporu porid pitomij opir ridini povinen buti ne menshim nizh 0 8 1 0 Om m Promivalni ridini na vodnij osnovi vvazhayutsya neelektroprovidnimi Prote yaksho u ridinu opustiti dva elektrodi i postupovo zbilshuvati riznicyu potencialiv to mizh elektrodami vinikaye elektrichnij rozryad Riznicya potencialiv pri yakij vinikaye rozryad nazivayetsya naprugoyu elektroproboyu Napruga elektroproboyu ye vazhlivoyu harakteristikoyu takih ridin Termostabilnist Vlastivosti promivalnih ridin suttyevo zminyuyutsya pri zmini temperaturi i trivalomu yih nagrivanni Dlya kozhnogo vidu promivalnoyi ridini i kozhnogo reagenta isnuyut kritichni temperaturi pri perevishenni yakih u ridini vidbuvayutsya neoborotni zmini vlastivostej a reagenti rozkladayutsya Cyu temperaturu berut za mezhu termostabilnosti Mastilni vlastivosti harakterizuyut zdatnist promivalnoyi ridini zmenshuvati vtrati energiyi na tertya Pokaznikom mastilnih vlastivostej ye koeficiyent tertya Pokazniki mastilnih vlastivostej promivalnih ridin vimiryuyutsya z dopomogoyu riznih priladiv tertya tribometriv chotirikulachkovih Amslera MKV K Timken AI 3 PT 2 ta inshih Krim rozglyanutiv parametriv promivalnoyi ridini isnuyut j inshi Ce vmist nafti u promivalnij ridini vmist tverdoyi fazi v tomu chisli vmist koloyidnoyi fazi glinistoyi fazi obvazhnyuvala vmist solej kaliyu kalciyu magniyu natriyu hloru sulfatu ta zagalna mineralizaciya filtratu promivalnoyi ridini Zamiryayetsya lipkist glinistoyi kirki yaka mozhe vkazati na nebezpeku prihoplennya burilnogo instrumentu Vsogo u laboratoriyah promivalnih ridin vimiryuyut bilya 20 parametriv promivalnih ridin LiteraturaOrlovskij V M Bileckij V S Sirenko V I Burinnya naftovih i gazovih sverdlovin Redakciya Girnichoyi enciklopediyi Poltava NTP Burova tehnika Lviv Vidavnictvo Novij Svit 2000 2024