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 || 3 |

Разработка технологии применения облегченных промывочных жидкостей для повышения качества первичного вскрытия продуктивных пластов

-- [ Страница 2 ] --

Однако основным недостатком газожидкостных смесей является непостоянство плотности по стволу скважины вследствие сжимаемости газовой составляющей под действием давления. Применение газонаполненных микросфер, имеющих твердую внешнюю оболочку, позволит избежать этого и получить относительно несжимаемые облегченные промывочные растворы.

Для получения промывочных растворов плотностью менее 1060 кг/м3 исследованы образцы алюмосиликатных полых микросфер (АСПМ) ЗАО «Гранула» (Россия) и натрийборсиликатных микросфер (НБСМ) компании «3М» (Франция), характеристика которых представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Плотность микросфер различных марок

Производитель Марка Плотность, кг/м3
ЗАО «Гранула», Россия «Granulight», «Granulight-Ultra» 650-750
«Granulight-Ultra 300» 550-600
МС-400 600-700
Компания «3М», Франция HGS 4000 380
HGS 5000 380
HGS 6000 460
HGS 8000Х 420
HGS 10000 600
HGS 18000 600

Расчетное снижение плотности промывочного раствора при введении облегчающих добавок различного типа приведено на рисунке 2.

Расчеты показали, что добавление к раствору натрийборсиликатных (стеклянных) микросфер HGS 4000 и HGS 5000 позволяет получить промывочные растворы плотностью 9001000 кг/м3 при концентрации до 10% по массе. Для получения такой же плотности раствора с использованием «Granulight» («Гранулайт») или HGS 10000, имеющих плотность 600750 кг/м3 потребуется в 23 раза больший расход наполнителя.

Рисунок 2 – Расчетная зависимость плотности пресного биополимерного раствора от типа и количества облегчающих добавок

Исследованиями разных марок АСПМ и НБСМ по разработанной методике установлено количество микросфер, разрушающихся под действием давления (рисунок 3).

  Разрушение микросфер под действием давления Установлена низкая-2

Рисунок 3 – Разрушение микросфер под действием давления

Установлена низкая прочность АСПМ МС-400 – при 30,0 МПа разрушается 61% микросфер. Стеклянные микросферы HGS 6000 обладают прочностью на уровне микросфер «Granulight-Ultra» («Гранулайт-Ультра»). Высокая прочность у АСПМ «Гранулайт-Ультра 300» (опытное производство) сопоставима с прочностью НБСМ марки HGS 10000. Однако наибольшими прочностными характеристиками из всех исследованных микросфер обладают HGS 8000Х, не разрушающиеся под действием давления 30,0 МПа.

Исследован фракционный состав АСПМ МС-400 до и после воздействия давления. Результаты ситового анализа приведены на рисунке 4.

  Результаты ситового анализа микросфер МС-400 По результатам анализа-3

Рисунок 4 – Результаты ситового анализа микросфер МС-400

По результатам анализа установлено, что основная часть микросфер имеет размер 100400 мкм. После воздействия давления и разрушения АСПМ уменьшается количество крупных фракций (400 мкм). За счет образовавшихся обломков увеличивается количество мелких фракций.

При изучении влияния микросфер на параметры полимер-глинистого раствора на водной основе установлено, что данная система не стабильна во времени, разница плотностей в течение суточного отстоя (показатель стабильности) составляет 3050 кг/м3 и более. За счет увеличения СНС можно добиться большей стабильности, но при этом реологические параметры раствора будут высоки, что ставит под сомнение технологичность применения данного раствора.

Из теории гидрофобных взаимодействий известно, что при применении в составе промывочных растворов некоторых ионогенных ПАВ, сорбция их на поверхности дисперсной фазы (глинистых частиц) может сопровождаться значительным увеличением межфазного натяжения. В результате при взаимодействии частиц дисперсной глинистой фазы и молекул ПАВ в щелочной среде образуются гидрофобизированные ревертивные структуры, в которых ориентация дифильных молекул противоположна по сравнению с их ориентацией при изоэлектрическом состоянии глинистой поверхности. Ревертивные структуры обладают повышенной энергией межчастичного притяжения (слипания), вклад в которую, наряду с Ван-дер-Ваальсовыми силами, вносят силы гидрофобной ассоциации ревертивных структур. Поэтому интегральная энергия притяжения для микроревертивных структур оказывается выше.

Комплексные ионогенные ПАВ, гидрофобизируя поверхность дисперсных частиц, увеличивают энергию их взаимного притяжения. Для повышения стабильности облегченных микросферами промывочных растворов нами обосновано использование в их составе комплекса ПАВ, способных гидрофобизировать поверхность микросфер и предотвращать явления флотации и седиментации. Таким образом реализован принцип гидрофобизации из водной среды дисперсной фазы облегченного раствора, представленной алюмосиликатными полыми микросферами, применением ПАВ (патент РФ № 2309970), а также разработаны облегченные растворы улучшенного качества с предварительной выдержкой микросфер в среде частично омыленных кубовых остатков синтетических жирных кислот совместно с ПАВ (патент РФ № 2330869). В результате получены стабильные промывочные растворы (показатель стабильности по ЦС-2 20 кг/м3) с соответствующими показателями реологических свойств.

С целью определения оптимального состава облегченного промывочного раствора была разработана матрица планированного эксперимента, выбран параметр оптимизации (плотность раствора). При выполнении опытов использовался полнофакторный эксперимент типа 2к для исследования влияния трех факторов на величину плотности облегченного раствора. В качестве основных факторов, определяющих свойства раствора, были выбраны массовые содержания карбонатного кольматанта (мел) - x1, микросфер - x2 и карбоксиметилированного крахмала КМК-Бур - x3.

В результате статистической обработки экспериментальных данных получены следующие уравнения регрессии:

- для АСПМ: у = 0,9197 + 0,01554х1 - 0,00217х2

- для НБСМ: у = 0,9361 + 0,00943х1 - 0,0105х2

Анализ уравнений регрессии показал, что при содержании карбонатного кольматанта 45 % оптимальные концентрации микросфер составляют: 58 % АСПМ при плотности раствора 980 кг/м3 и 57 % НБСМ при плотности раствора 900 кг/м3.

В таблицах 2 и 3 показано влияние микросфер на технологические параметры пресного и слабоминерализованного растворов. С увеличением содержания микросфер снижается плотность, повышаются показатели реологических свойств растворов (пластическая вязкость, динамическое напряжение сдвига), снижается показатель фильтрации.

Таблица 2 – Параметры пресных облегченных промывочных растворов

Параметры раствора Значения параметров при содержании облегчающей добавки, %
Исходный МС-400 HGS 4000
5% 10% 15% 1,6% 3,2% 7,3%
, кг/м3 1015 990 965 945 980 950 905
УВ, с 45 65 86 100 48 59 92
Ф, см3/30 мин 7,0 4,5 4,4 3,5 4,2 3,2 3,2
К, мм 0,2 0,3 0,3 0,2 0,2 0,3 0,3
пл, мПа·с 15,4 18,3 19,2 24,2 15,6 17,3 21,2
ДНС, дПа 108,5 137,3 175,7 212,7 116,2 122,9 163,2
СНС1/10, дПа 27,8/35,5 32,6/39,9 30,7/36,9 30,7/34,1 27,4/31,7 25,9/32,2 29,8/34,1
рН 10,25 10,24 9,96 9,75 9,94 9,92 9,92

Примечание. – плотность; УВ – условная вязкость; Ф – показатель фильтрации; К – толщина корки; пл – пластическая вязкость; ДНС – динамическое напряжение сдвига; СНС – статическое напряжение сдвига; рН – водородный показатель.

Таблица 3 – Параметры слабоминерализованных облегченных промывочных растворов

Параметры раствора Значения параметров при содержании облегчающей добавки, %
Исходный HGS 4000 Granulight МС-400
1% 3% 5% 3% 7% 4%
, кг/м3 1030 1020 980 950 1005 990 1010
УВ, с 53 72 100 150 90 116 107
Ф, см3/30 мин 7,4 3,8 2,7 2,1 3,1 2,7 3,0
К, мм 1,0 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1
пл, мПа·с 14,9 18,1 20,8 24,8 20,6 21,6 21,8
ДНС, дПа 111,4 135,4 154,1 177,1 144,0 172,3 173,3
СНС1/10, дПа 24,9/32,2 34,1/50,4 35,1/51,4 40,3/55,7 32,6/48,5 33,1/48,9 36,9/56,2
рН 9,97 9,91 9,72 9,58 9,00 9,30 9,62


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 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.