авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Обоснование химической обработки буровых растворов для предупреждения сальникообразования при разбуривании пластичных горных пород

-- [ Страница 3 ] --

По результатам исследований можно заключить, что наиболее высоким пенообразующим эффектом обладает ДЭА, а самым низким – Синтанол АЛМ-2.

Наилучшим из тестируемых реагентов для приготовления комплексного противоадгезионного реагента «ОПТИБУР» является Синтанол АЛМ-2.

С целью подбора гидрофобизатора изучалось изменение характера смачиваемости изначально смоченной водой поверхности металла, растворами маслорастворимых ПАВ в неполярной жидкости. В процессе испытания капли неполярной жидкости, имеющие в своем составе маслорастворимый ПАВ, всплывают вверх в водной среде и контактируют с поверхностью металла. В качестве объектов исследования, способных растворяться или распределяться в неполярных жидкостях и приводящих к изменению характера смачиваемости гидрофильных поверхностей из водной среды, рассматривались катионные маслорастворимые поверхностно-активные вещества (КПАВ) Алкамон ОС-2, различные имидозолины и изучаемые ранее НПАВ (рисунки 5 и 6). Из результатов измерений краевого угла избирательного смачивания металлической поверхности становится видно, что самым сильным маслорастворимым гидрофобизатором является КПАВ Алкамон ОС-2.

Далее изучались гидрофобизирующие способности рассмотренных ранее НПАВ. В процессе испытания капли неполярной жидкости всплывают вверх и смачивают поверхность металла из водных растворов НПАВ (рисунок 6).

В процессе испытаний выявлено, что диэтаноламид и Синтанол АЛМ-2 предпочтительно использовать в концентрациях (в водной фазе) менее 0,05%, поскольку они приводят к дополнительному распределению неполярной жидкости на заряженных поверхностях металла и глинистой породы.

Молекулы разрабатываемой добавки адсорбируются на гидрофильной поверхности глинистых частиц, стенок скважины, металла и обеспечивают образование на ней слоя неполярных жидкостей. В результате граница контакта «глинистая частица – металл» представлена слоем неполярной жидкости из добавки. Неполярные жидкости обладают низкой работой когезии, определяемой неспецифическими дисперсионными взаимодействиями. Из-за слабых молекулярных сил притяжения внутри неполярной граничной жидкости сцепление между металлом и частицами шлама легко разрушается циркулирующим раствором, и образование сальника не происходит.

В качестве основы для приготовления противоадгезионного реагента выбраны неполярные жидкости, работа когезии которых минимальна: полиальфаолефины (ПАО) и эфиры жирных кислот (биодизель). Выбранные реагенты не наносят вред окружающей среде и разлагаются в аэробных и анаэробных условиях.

С целью определения оптимального состава разрабатываемой противоадгезионной добавки к буровым растворам «ОПТИБУР» был составлен план проведения эксперимента, выбран параметр оптимизации (удельная сила отрыва глинистого образца от металла после 10-ти минут пребывания в растворе). При выполнении опытов использовался полнофакторный эксперимент типа 2к для исследования влияния трех факторов на снижение силы адгезии между поверхностями глины и металла. В качестве основных факторов, определяющих свойства реагента «ОПТИБУР» были выбраны объёмные соотношения в смеси неполярных жидкостей (биодизель и ПАО) - x1, объёмные содержания Синтанола АЛМ-2 - x2 и Алкамона ОС-2 - x3. В результате статистической обработки экспериментальных данных получено следующее уравнение регрессии:

y = 24,67+9,58x1+6,25x2–8,5x3+3,33x1x2+2,75x2x3+3,17x1x2x3

Анализ полученного уравнения регрессии показал, что оптимальные концентрации Синтанола АЛМ-2 и Алкамона ОС-2 составляют 2% и 1% соответственно. В разрабатываемой композиции возможно разное соотношение биодизеля и ПАО в пределах интервала варьирования, однако, с учётом высокой стоимости ПАО, для эффективной работы разрабатываемой добавки достаточно добавления полиальфаолефинов в концентрации 20%.

Удельная сила отрыва глинистого образца от металла после 10-ти минут пребывания глины в растворе с добавлением 3% разработанного реагента «ОПТИБУР» составляет (рисунок 7):

- 15 Н/см2, что в 3,7 раз меньше, чем при контакте исследуемых поверхностей в среде пресного промывочного раствора без добавки;

- 3 Н/см2, что в 17 раз меньше, чем при контакте исследуемых поверхностей в среде минерализованного промывочного раствора без добавки.

Такое снижение адгезии глины к металлу должно привести к устранению проблем со слипанием, укрупнением, накоплением на забое глинистого шлама, его прилипанием к долоту и элементам КНБК.

Установлено влияние концентрации добавки «ОПТИБУР» на смазывающую способность промывочной жидкости. При добавлении реагента в водный промывочный раствор происходит значительное снижение коэффициента трения пары «металл - металл»
(рисунок 8).

При добавлении разрабатываемого комплексного реагента в типичный полимер-глинистый раствор наблюдается снижение показателя фильтрации
(рисунок 9).

Комплексная добавка «ОПТИБУР» содержит смесь безвредных для окружающей среды поверхностно-активных веществ и синтетических жидкостей.

Добавка покрывает металлическую поверхность гидрофобным слоем синтетических жидкостей (рисунок 10), что минимизирует сальникообразование и износ бурового оборудования.

0 минут 1 минута 3 минуты 5 минут 10 минут

Рисунок 10 – Образование слоя неполярной жидкости реагентом «ОПТИБУР» на металлической поверхности из водной среды

Установлено, что добавление реагента «ОПТИБУР» эффективно препятствует диспергированию глинистого шлама (рисунок 11).

При разработке добавки к промывочному раствору «ОПТИБУР» также рассмотрено её влияние на общие технологические параметры с целью недопущения их ухудшения. Установлено, что добавление реагента «ОПТИБУР» в промывочный раствор не влияет на его основные параметры, следовательно, его применение на практике не представляет собой никакой опасности.

В четвертой главе приведено содержание технической документации на изготовление и применение комплексного реагента «ОПТИБУР»; внедрённого регламента по оптимизации отработки долот РСД и предотвращению сальникообразования; описаны результаты промысловых испытаний реагента «ОПТИБУР».

Для промыслового применения и производства реагента в промышленных объемах разработаны и утверждены:

1. «Технологический регламент производства добавки противоадгезионной к буровым растворам «ОПТИБУР».

2. ТУ 2458-016-50783875-2010 «Добавка противоадгезионная «ОПТИБУР».

3. РИ 38-2010 «Инструкция по применению добавки противоадгезионной к буровым растворам «ОПТИБУР».

Разработан Технико-технологический регламент по оптимизации отработки долот РСД производства ООО НПП «БУРИНТЕХ» и предотвращению сальникообразования, что подтверждено справкой о внедрении от 15.06.2010. Справка утверждена заместителем генерального директора по сервису ООО НПП «БУРИНТЕХ».

Представлены результаты внедрения разработанного реагента «ОПТИБУР» на скважине № 1038 куста № 104 Ново-Пурпейского месторождения в интервале бурения бокового ствола. Реагент в количестве 3% вводился по циклу в буровой раствор, параметры которого следующие: плотность – 1100 кг/м3, показатель фильтрации (API) – 5,9 мл/30 мин; УВ – 51 с; коэффициент трения по КТК- 0,035 – 0,044; рН – 9,5. В итоге скважина пробурена без осложнений, образования сальников, затяжек и посадок при спускоподъемных операциях. Рекомендуется продолжить испытания реагента.

Основные выводы и результаты

1. На основании разработанной комплексной методики изучения адгезионного взаимодействия глинистых частиц и металла установлено влияние различных факторов на сальникообразование; уточнены требования к компонентам и свойствам промывочных жидкостей, к качеству обработки металлической поверхности элементов КНБК.

2. Установлено, что для предотвращения сальникообразования необходимо обрабатывать промывочный раствор добавкой, способной образовывать слой неполярных жидкостей на контактирующих поверхностях.

3. С помощью предложенного механизма образования глинистых сальников не элементах КНБК установлено, что прочность адгезионного контакта глинистых частиц с металлической поверхностью при их увлажнении сначала увеличивается из-за повышения пластичности сухой глины, а за тем уменьшается из-за её диспергирования и снижения прочности. Существует зона повышенного риска образования сальников, относящаяся к пластичному состоянию разбуриваемой глинистой породы. Положение этой зоны зависит от типа породы, содержания в ней глинистых минералов и влаги.

4. Разработан новый реагент комплексного действия для профилактики сальникообразования при бурении пластичных пород – «ОПТИБУР». Также разработана и утверждена техническая документация на его производство и применение.

«ОПТИБУР» успешно апробирован на скважине № 1038 куста № 104 Ново-Пурпейского месторождения. Введение реагента в буровой раствор показало его удовлетворительную совместимость с промывочной жидкостью, затяжек и прихватов бурильного инструмента не наблюдалось. Применение противоадгезионной добавки «ОПТИБУР» позволило пробурить скважину без образования сальников на долоте и элементах КНБК.

5. Разработан комплекс технологических рекомендаций (регламент) по профилактике сальникообразования при бурении пластичных пород.

Основное содержание работы опубликовано в 7 научных работах, в том числе 4 статьи опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ и отражено в разработанном патенте Российской Федерации в том числе:

1. Христенко, А.В. Смазочные материалы для тяжело нагруженных узлов трения бурового оборудования / Р.А. Мулюков А.А. Мокроусов, В.А. Докичев, Г.В.Конесев, А.В. Христенко, А.Н. Колобов // Реализация государственных образовательных стандартов при подготовке инженеров – механиков: проблемы и перспективы: Материалы II Всероссийской учебно-научно-методической конференции / Редкол.: Шаммазов А.М. и др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. – с. 252-256.

2. Христенко, А.В. Современные проблемы, связанные с бурением долотами PDC, решаемые буровым раствором / А.В. Христенко, Г.Г. Ишбаев, Г.В. Загидуллина // Материалы 57-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных: Сб. тез. докл. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006. – С. 183.

3. Христенко, А.В. Сравнительный анализ современных методик расчёта линейных потерь давления в трубе и кольцевом пространстве и его практические выводы / А.В. Христенко; Т.О. Акбулатов; Г.Г. Ишбаев; Г.В. Загидуллина // Нефтегазовое дело т.5 №1. –Уфа, 2007. – с. 29-36.

4. Пат. №236925 Российской Федерации, МПК С09К 8/12. Буровой раствор для наклонно-направленных скважин / Загидуллина Г.В., Ишбаев Г.Г., Шарафутдинов З.З., Христенко А.В., Христенко А.Н.; опубл. 10.10.2009 Бюл. №28.

5. Христенко, А.В. Биополимерная ингибирующая система для наклонно-направленного бурения «СКИФ» производства ООО НПП «Буринтех» / Г.Г. Ишбаев, Г.В. Загидуллина, А.В. Христенко, А.Н. Христенко // Бурение и нефть. – 2008. – № 3. – с. 30-31.

6. Христенко, А.В. Стабилизация глинистых отложений на основе нанотехнологий. Буровой раствор. / З.З. Шарафутдинов, М.М. Гайдаров, В.И. Крылов, Р.З. Шарафутдинова, А.А. Хуббатов, А.В. Христенко // Бурение и нефть. – 2009. – №1.– с. 41-44

7. Христенко, А.В. Современные аспекты применения ПАВ для повышения эффективности алмазного бурения нефтяных и газовых скважин / Г.Г. Ишбаев, А.Н. Христенко, А.В. Христенко // Бурение и нефть 2010. – №3. – с. 34-37



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.