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