Cтраница 3
Естественно, для получения минимального значения Ав концентрация неорганических солей должна быть оптимальной. Например, изменение активности водной фазы в зависимости от концентрации хлористого кальция можно видеть из табл. 3.48. Одновременно, по мере снижения активности водной фазы, агрегативная стабильность эмульсии увеличивается. [31]
Проведенный на скважине эксперимент позволил установить, что основными причинами осложнений при бурении скважин в межсолевых глинах являются несоответствие плотности бурового раствора условию обеспечения компенсаций напряжений на стенке скважины от горного давления и потеря прочности глин вследствие их увлажнения при взаимодействии с буровыми растворами, что при низкой плотности и структурной прочности этих пород обусловило их течение в ствол скважины. Использование метода определения плотности раствора, при которой обеспечивается физическое равновесие на стенке скважины, и метода регулирования активности раствора по отношению к глине с помощью растворов на углеводородной основе со сбалансированной активностью водной фазы позволяет управлять устойчивостью глинистых пород и обеспечивать благоприятные условия бурения скважин в сложных горно-геологических условиях. [32]
Результаты работ, выполненных во ВНИИКРнефти, позволили установить предельные уровни этих показателей, при которых еще осуществляется эффективный процесс углубления: Т1эф 4 - 6, мПа - с; / СС. При разбуривании мощных толщ потенциально неустойчивых глинистых отложений и зон АВПД необходимо наряду с требованиями агрегатив-ной и кинетической устойчивости в условиях высоких температур и присутствия электролитов в количестве, необходимом для регулирования активности водной фазы, а также с требованиями достаточной для компенсации поровых давлений плотности буровой раствор должен иметь минимальную начальную скорость увлажнения VQ. Опыт показывает, что при использовании в этих условиях водных растворов, в том числе ингибирующих, снижается только скорость гидратации, а время устойчивого состояния глин зависит от скорости их увлажнения. [33]
С ростом концентрации NaCI до 5 % набухание глинистых пород, представленных минералами монтмориллонитового ряда и смешанослойными, резко снижается и при добавках более 5 % изменяется незначительно. С увеличением концентрации NaCI период набухания всех глин снижается. Кроме того, может применяться в качестве регулятора осмотической активности водной фазы гидрофобно-эмульсионных растворов. [34]
Для этого совсем не нужны низкие фильтрационные потери, которые в ряде случаев просто вредны. Кларк обнаружил, что буровой раствор, содержащий полиакриламид и хлорид калия, обеспечивал более слабую защиту глинистых сланцев, когда определяемые по методике АНИ фильтрационные потери снижали до 8 см3 путем добавления полианионной целлюлозы. Аналогично Симпсон установил, что низкоколлоидный раствор на углеводородной основе со сбалансированной активностью водной фазы и относительно высокими фильтрационными потерями так же эффективно обеспечивает устойчивость ствола скважины, как и обычный раствор на углеводородной основе с очень низкими фильтрационными потерями. [35]
При большом количестве воды в растворе может произойти флокуляция твердой фазы с последующим разрушением системы. При различных плотностях воды и ИБР вода свободно отделяется. Активность водной фазы регулируется добавлением хлористого магния, хлористого кальция и хлористого натрия и их комбинаций. [36]
Его испытание оказывается возможным по следующему методу. Церий окисляется до четырехвалентного состояния и экстрагируется трибутилфосфатом в описываемых ниже условиях. В экстракт переходит более 95 % церия, а в водной фазе остается продукт распада радиоактивного церия - празеодим-144 с периодом полураспада 17 5 мин. Наблюдая за спадом активности водной фазы и определив период полураспада устанавливают чистоту или загрязненность индикатора. [37]
В дальнейшем для предотвращения гидратации глинистых сланцев наиболее успешно применялись растворы на углеводородной основе с концентрированными солевыми растворами в качестве внутренней фазы. Согласно первоначальной гипотезе Мондшайна и Керчевилля, если соленость водной фазы равна солености воды в порах глинистого сланца, гидратацию можно предотвратить. Позднее Мондшайн усовершенствовал этот метод, внеся поправку на давление набухания, которое он приблизительно определил по эффективному напряжению в глинистом сланце на рассматриваемой глубине. Таким образом, если активность воды во внутренней фазе бурового раствора равна активности воды в естественном глинистом сланце, то набухания не будет. После этого активность водной фазы бурового раствора регулируется путем добавления хлорида натрия или кальция. Промысловые исследования показали, что обычно вообще нет никакой необходимости вносить поправку на изменение активности воды при различных температурах в лабораторных и скважинных условиях. [38]
ИЭ также относятся к растворам на углеводородной основе ( обратные эмульсии II рода), типовая рецептура которых состоит из воды, дизельного топлива ( нефти, Т-80, Т-92), неорганической соли и утяжелителя. Например, при использовании ИБР, представляющего собой эмульсию II рода вода в масле, дисперсной фазой является битум и другие компоненты, и когда в него поступает более 20 % воды, получается обратная эмульсия масло в воде. В этом случае вода является основной дисперсной фазой, регулирующей структурно-механические свойства ИЭ, которая насыщается водорастворимыми хлоридами Са2, Mg2, Na с различной степенью минерализации для снижения ее активности. Причем, ранее считалось, что активность водной фазы бурового раствора должна соответствовать активности воды в породе, но наука и практика доказали: устойчивость ствола не нарушается, если вода из пород переходит в буровой раствор. [39]
Буровые растворы на водной основе наиболее распространены. Они успешно применяются практически во всех геологических условиях. Однако фильтрат бурового раствора на водной основе всегда приводит к увеличению влажности глинистых пород и снижению их прочности. Поэтому при бурении пород, неустойчивых даже при незначительном увлажнении, растворы на водной основе не обеспечивают успешной проходки скважин. В этом случае, чтобы избежать увеличения влажности и перехода глинистых пород в неустойчивое состояние, необходимо применять растворы с инертной к проходимым породам дисперсионной средой - растворы на нефтяной основе и, в частности, инвертные эмульсии с регулируемой активностью водной фазы. [40]
При большом количестве воды в растворе может произойти флокуляция твердой фазы с последующим разрушением системы. При различных плотностях воды и ИБР вода свободно отделяется. Активность водной фазы регулируется добавлением хлористого магния, хлористого кальция и хлористого натрия и их комбинаций. Активность водной фазы раствора Лр должна быть меньше или равна активности породы Лп. В этом случае переток воды пласт - буровой раствор либо совсем отсутствует ( ЛРЛП), либо направлен из глинистой породы в раствор. Если ЛРЛП, то переток воды будет направлен из раствора в пласт. При применении данного раствора можно одновременно вскрывать надсолевой, солевой и подсолевой комплексы без перекрытия ствола обсадной колонной. [41]