Властивості щільності бурового розчину
Перед тим як приступити до обчислень щільності бурових розчинів, необхідно спочатку дати визначення цьому поняттю. Густина бурового розчину на увазі під собою співвідношення ваги до обєму. Стандартна одиниця вимірювання виражається в грамах на кубічний сантиметр або кілограмах на кубічний метр (г / см , кг / м ). Для вимірювання даного параметра служать Пікнометри і ваги важільних плотномеров. А в більш серйозному бурінні застосовують спеціальні ареометри АГ-ЗПП.
Схема приготування бурового розчину.
Цей апарат має такі складові: мірний стакан, поплавок зі стрижнем, знімний вантаж. Вимірювання проводять за допомогою прикріпленого штифтами склянки до поплавця. Стрижень має дві вимірювальних шкали: перша - основна, друга - поправочная. Допоміжна шкала використовується в тому випадку, коли роботи ведуться з мінералізованою водою.
Основний прилад має два ділення: перше для щільності бурового розчину в діапазоні 900-1700 кг / м , а друге - 1600-2400 кг / м . Причому в першому випадку вантаж знаходиться на мірній склянці, а в другому він знятий.
Спосіб контролювати структуру і властивості бурового розчину
Під час буріння виникає необхідність визначення щільності бурових розчинів. Для цього вже давно розроблений ряд способів і формул.
Схема найпростішого приготування бурового розчину.
Перелік методологій можна знайти в РД 39-2-645-81 «Методика контролю параметрів бурових розчином» (вітчизняна регламентація), також можна орієнтуватися на розробки американського нафтового інституту (API). Але все ж під час процесу буріння більше дотримуються і орієнтуються на зарубіжні стандарти.
Існує два види дослідження складів і властивостей бурового розчину: фізичний і хімічний. Буровий розчин з фізичними показниками - саме щільність відноситься до цієї категорії. Для здійснення такого завдання можна застосовувати будь-яку техніку, яка має вимірювальну точність аж до 0,01 г / см . Це можуть бути і ваги важелів.
Згідно зі стандартами API, щільність самого бурового розчину вимірюють у фунтах на галон. Популярність застосування ваг обумовлена тим, що вони дають досить точні дані і на них ніяк не позначається температура навколишнього середовища. Їх похибка становить всього 0,9-2,4. г / см .
Вимірювальні роботи бурового розчину виглядають наступним чином:
- Чашка закривається щільно кришкою, після чого акуратно загортається. У кришці є спеціальний отвір, з якого може вийти надлишок розчину.
- Далі ваги ставлять на призму, методом зрушення бігунка по коромисла з розміткою досягають рівноваги між чашкою і водоноску.
- Отриманий результат необхідно записати. Причому округляти значення не можна, параметри слід записувати в точності до останнього грама. Система вимірювань буде у вигляді г / см .
Калібрування ваг: особливості
Схеми промивання з виходом бурового розчину на поверхню.
Для того щоб буровий розчин мав точний показник, ваги для нього необхідно калібрувати прісною водою. Стандартний показник щільності води - 1 г / см при температурі в 210 ° С. Щоб досягти його, слід свинцеву дріб, яка знаходиться на кінці коромисла, додати або відняти. Замість цього можна скористатися регулюванням гвинта, який розташований там же.
Щільність виготовленого бурового розчину необхідно підбирати, орієнтуючись на умови запобігання втрати стабільності гірських порід, що кристалізуються стінок свердловини і гідророзривів. Саме вимір такого параметра обумовлює контроль тиску в свердловині.
Властивості бурового розчину
Є пять основних моментів, щодо яких складається характеристика розчину:
- по вязкості;
- по щільності;
- по Водовіддача;
- за хімічними властивостями;
- за змістом твердих фаз.
Перший показник впливає на очищення стовбура свердловини і підтримку бариту і твердої фази під час СПО. Але при високій вязкості можуть виникнути деякі проблеми:
Схема оптимізації складу бурових розчинів.
- знизиться темп буріння, відповідно, знадобиться більше часу, щоб закінчити роботу;
- тиск насоса буде підвищеним, що призведе до сильних пульсаціям в тиску і поршневанію під час СПО;
- обладнання, яке повинно контролювати тверду фазу, може почати давати збої, що здатне привести до поломок, значить, є ризик втратити час і фінанси на ремонт.
Від якості вязкості буде залежати вид потоку: ламінарний або турбулентний. Другий момент - щільність бурового розчину.
Контроль питомої ваги допомагає спостерігати тиск пластових флюїдів.
Якщо це значення буде підвищеним, то можуть виникнути неприємності, а саме:
- знизиться швидкість проходки;
- зросте можливість диференціального прихвата;
- може статися розрив пласта, значить, загубиться циркуляція під час обсаджування свердловини;
- збільшиться ціна бурового розчину.
Якщо присутній еквівалентна щільність шламу, то проблем з очищенням стовбура свердловини не виникне.
Параметр водоотдачи в першу чергу важливий для того, щоб була можливість запобігти утворенню кірки на фільтрах, що призводить до зниження диференціального захоплення. Для того щоб він не порушувався, колекторські властивості пластів бажано контролювати, щоб показник водоотдачи в продуктивних шарах залишався при низьких значеннях.
додаткові моменти
Схема блоку очищення бурового розчину.
Дуже важливо памятати і про градієнтах величин. При бурінні свердловини звертають увагу на види тиску (поровий, пластовий, тиск гідророзривів, геостатічеських і т.д.), температуру навколишнього середовища і всередині стовбура свердловини, мінералізацію, електроопір та ін. Щоб всі перераховані вище параметри зручно було порівнювати, ввели таке поняття, як градієнт величини. Він позначає величину за кожен метр проходки бура.
Сучасні бригади дуже часто стикаються з такою проблемою, як плутанина величин. Як згадувалося вище, вітчизняне вимір прийнято вважати 1 г на 1 см (кг / м ), а за кордоном параметри позначаються в фунтах на галон. Тому при творі обчислювальних співвідношень можна дуже сильно заплутатися.
В бурової діяльності є таке поняття, як еквівалентна щільність. Воно враховує додаткові тиску, які обовязково виникають під час циркуляції бурового розчину або якщо є добичі тиск. Більш конкретно воно означає, який тиск діє в певній точці потоку і яке його співвідношення до глибини.
Отже, специфічних формул для обчислення щільності бурового розчину не існує. Для полегшення і вирішення такого завдання є спеціальні інструменти. Але при солідних роботах про це завжди дбають заздалегідь.
