Реагенты специального назначения

Структурообразователи

Бентонит, палыгорскит, для РНО - битум и органофильные глины.

Структурообразующие полимеры:

• полисахариды - гуаровая смола, получают из зерен бобовой культуры, возделываемой в Техасе;

• ксантановая смола ХС - продукт воздействия бактерий рода «ксантомонос» на углеводы и др. биополимеры;

• Высокомолекулярные виды КМЦ, ПАЦ;

• ГПАА – гидролизованный полиакриламид.

Служат для придания буровому раствору специальных свойств (ингибирующих, смазочных, эмульгирующих и других), либо для устранения недостатков и повышения эффективности реагентов общего назначения (устранение пенообразования, термической неустойчивости, агрессивного влияния поливалентных ионов, сероводорода и других).

1) Ингибиторы сланцев и глинистых пород - предотвращают гидратацию, набухание и диспергирование глинистых пород. Это неорганические электролиты – известь Ca(OH)₂, хлористый кальций СаСl₂, гипс CaSO₄ x 2H₂O, хлористый натрий NaCl, хлористый калий KCl, Na₂SiO₃; K₂SiO₃, а также гликоли.

2) Термостабилизирующие добавки предотвращают загустевание бурового раствора при высоких температурах (хроматы и бихроматы натрия и калия)

3) Смазочные добавки – графит, СМАД, ЛТМ; композиции, содержащие жирные кислоты.

4) Поверхностно-активные вещества (ПАВ) - снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз (жидкость-жидкость, жидкость-газ, жидкость-твердое тело). Их применяют для качественного вскрытия продуктивных пластов: неионогенные, анионоактивные (сульфанол); ПАВ комплексного действия.

5) Эмульгаторы - для образования однородной смеси двух несмешивающихся жидкостей и предотвращения коалесценции эмульгируемой дисперсной фазы.

6) Пеногасители для предупреждения и ликвидации вспенивания, вызываемого некоторыми химреагентами: сивушное масло, дизельное топливо, ПМС, трибутилфосфат; триксан и др.

7) Бактерициды (антисептики) - каустическая сода (NaOH), соль, формальдегид, фенол;

8) Реагенты для связывания ионов кальция и магния, от загрязнения ангидритом, гипсом: карбонат натрия (Na₂CO₃), поташ (К₂СО₃), бикарбонат натрия (NaHCO₃), полифосфаты, едкий калий (KOH) и каустическая сода (NaOH);

9) Ингибиторы коррозии - вещества, замедляющие или предотвращающие коррозию бурового оборудования - поддержание щелочности рН 9-10, поглотители кислорода - сульфит натрия (Na₂SO₃), хромат натрия (Na₂CrO₄);

10) Нейтролизаторы сероводорода (H₂S) - карбонат цинка (ZnCO₃), железистые утяжелители, двуокись марганца (MnO₂) ВНИИТБ-1;

11) Флокулянты - полимерные вещества, способствующие флокуляции (агрегации) твердых частиц с последующим выделением их в осадок: частично гидрализованный полиакриламид (ГПАА), метас; ВПК-402.

12) Пенообразователи - поверхностно-активные вещества, образующие пену в присутствии воды (для получения пенных систем);

13) Закупоривающие материалы - для предотвращения поглощения бурового раствора в сильнопроницаемые, трещиноватые пласты. Используются различные материалы:

• волокнистые (древесные опилки, хлопковая шелуха, измельченная кора деревьев, синтетические и животные волокна);

• чешуйчатые (слюда, целлофан);

• зернистые (скорлупа орехов, измельченная пластмасса, резиновая крошка, размельченный асфальт, мраморная крошка).

Утяжелители

Буровые растворы, приготовленные из бентонитовых глин, имеют плотность 1,04-1,08 г/см³, а из каолинит-гидрослюдистых 1,15-1,25г/см³. Но высокое содержание глинистой (твердой) фазы снижает показатели механического бурения. Поэтому для повышения плотности бурового раствора используются различные утяжелители, которые должны иметь высокую плотность, быть химически инертны, малообразивны и химически безопасны. Предел утяжеления любым утяжелителем определяется исходя из его фактической плотности, деленной на 2. Например, если утяжелитель имеет плотность 3,0 г/см³, то буровой раствор можно утяжелить до р=1,5 г/см³. Все растворы на водной основе перед утяжелением должны иметь параметры: СНС₁=15-25дПа; Т=25-30 с; Ф = не более 15 см³/30 мин. При больших значениях СНС и вязкости при утяжелении произойдет резкое загустевание раствора, а при большей фильтрации - седиментация утяжелителя.

В зависимости от плотности, являющейся основной характеристикой, утяжелители подразделяются на три основные группы.

1 группа – материалы с низкой плотностью (2,6-3,0г/см³) со сравнительно невысокой гидрофильностью и абразивностыо. Это мергели, мел, известняк. Вследствие достаточной инертности ими можно утяжелять буровые растворы до плотности 1,5 г/см³. Важное значение эти утяжелители имеют при вскрытии продуктивных пластов, т.к. активно реагируют с HCl (кислоторастворимость 95-97%, восстановление проницаемости на 98%).

2 группа - барит, сидерит, магбар и железистые утяжелители с плотностью 3,7-4,5 г/см³.

Барит (BaSO₄) - минерал с плотностью 4,0-4,25 г/см³, в зависимости от примесей серого, бордового и желтого цветов, обладает невысокой твердостью и малой абразивностыо. В основном используются флотационные баритовые концентраты производства обогатительных фабрик цветной металлургии. По качеству флотационный барит значительно хуже гравитационного (получаемого при гравитационном обогащении баритовых руд) ввиду наличия в нем примесей флотореагентов, вспенивающих раствор и ухудшающих смачивание барита.

Сидерит (FeCO₃) состоит из карбоната железа с примесями оксида железа, доломита, кварца. Имеет плотность 3,7-3,9 г/см³, обладает невысокой твердостью, малообразивен, экологически безопасен. Утяжеляющая способность до ρ=1,8 г/см³, растворяется в горячей HCl.

Гематит ( Fe₂O₃) оксид железа, ρ=4,15-4,44 г/см³, обладает высокой твердостью и абразивностью, имеет черный или стальной цвет. В настоящее время применение ограничено.

Магнетит (FeO*Fe₂O₃) - двойной оксид железа, имеет плотность 4,2-4,52 г/см³, обладает высокой твердостью и абразивностью, имеет черный цвет с металлическим блеском. Обладает сильными магнитными свойствами, что приводит к образованию плотного осадка на поверхности бурильных труб, способствующего их прихвату. Поэтому применение его ограничено.

Магбар - порошкообразная смесь из 50% магнетита и 50% флотационного барита, с плотностью 4,4 г/см³, малой абразивностью.

3 группа - материалы с плотностью 6,5-7,69 г/см³.

Ферросилиций – ρ=6,52 г/см³ (предел утяжеления раствора до 3,3г/см³).

Галенит (PbS) - ρ=7,4-7,6г/см³ (предел утяжеления раствора до 3,8г/см³).

Фе ррофосфор - ρ=7,69 г/см (предел утяжеления раствора до 3,85г/см³).

Утяжелители этой группы представляют собой сплавы и концентраты руд, которые применяются только в экстренных случаях из-за их высокой стоимости и гидролитического разложения с образованием токсичных и взрывчатых продуктов. Поэтому они вводятся в раствор, предварительно утяжеленный баритом до ρ=2,0-2,2 г/см³.

Дата добавления: 2014-01-06