Файл: Мискарли, А. К. Влияние состава дисперсионной среды на абразивные свойства утяжеленных промывочных систем.pdf

ностью и тонкостью помола по остатку на сиге 4900 отв'с.и2 ' (кривая 2).

Таким образом, введение на заводе «Утяжелитель и утя­ желенные препараты» параметра «абразивность» для харак­ теристики утяжелителей позволило нам обнаружить два важных факта: во-первых, что утяжелитель одного и того же происхождения вовсе не имеет неизменных абразивных свойств, а подвержен по этим свойствам колебаниям: во-вто­ рых, что остаток на сите 4900 отв/см2 не является достаточ­ ным характеристическим параметром абразивных свойств утяжелителей, ибо, как было отмечено выше, одним из наи­ более важных факторов, влияющих на величину абразивного износа, является фракционный состав утяжелителей.

Испытание и применение абразивометра А-2 в конторе бурения № 3 треста «Азнефтеразведка». Абразивному износу бурового оборудования в тресте «Азнефтеразведка» уделя­ ется, равно как и в других учреждениях, занятых бурением нефтяных скважин, большое внимание. Оновыражается, однако, главным образам, вещественным и денежным учетом изнашиваемых деталей. Этот учет имеет, без сомнения, важ­ ное значение, т. к. дает некоторое представление о величине износа, причиняемого абразивными утяжелителями. По дан­ ным (недостаточно полным) конторы бурения № 3 треста «Азнефтеразведка», при проводке скважины № 31 па пло­ щади Дашгиль глубиной 3507 м на утяжеленном рвстворе удельного веса 2,0—2,2 г/см3 было израсходовано различных деталей оборудования вследствие их износа на сумму 13213 руб. (не считая турбобуров и бурильных труб).

При проводке же скважины № 24 также на утяжелен­ ном растворе (у = 2,0—2,2 г/см3) расходы на детали со­ ставляли 19 294 руб.

Т а б л и ц а 24

Сравнительный расход деталей бурового оборудования в зависимости от удельного веса промывочной жидкости

-В табл. 24 сопоставлен неполный расход различных ча­ стей бурового оборудования вследствие их износа при про­ водке турбинным способом двух скважин конторы бурения

: 83

№ 1 «Карадагнефть» на одну и ту же глубину, из которых и^ма скважина j№ iuy оурилась па утяжеленном растворе удельного веса 2,0—2,1 г]см3, другая скважина № 144 -на глинистом растворе удельного веса 1,3—1,4 г пи3, т. е. почти на неутяжеленном растворе.

Из данных табл. 24 видно, как сильно возрос расход ча­ стей оборудования при применении абразивных утяжелите­ лей глинистых растворов. Тот факт, что скважина № 109 бурилась 16 месяцев, а скважина № 144 всего 6 месяцев, наглядно показывает как абразивный износ оборудования, наряду с другими факторами, отражается на скорости бу­ рения.

Нужно, однако, признать, что учет износа деталей буро­ вого оборудования имеет в основном статистический харак­ тер. Он не позволяет делать заключения о мерах борьбы с абразивным износом, тем более о мерах для частичного понижения абразивного износа.

На основании данных, приведенных в предыдущих раз­ делах данной работы, в особенности на основании данных главы IV — о влиянии среды на абразивный износ, можно было предвидеть, что абразивные свойства буровых раство­ ров в ходе бурения должны подвергаться непрерывным коле­ баниям, обусловленным флуктуациями в абразивных свой­ ствах самих утяжелителей — с одной стороны, и изменчиво­ стью среды буровых растворов — с другой.

В ходе бурения промывочная жидкость подвергается непрерывному нормированию, которое заключается в непре­ рывной химической обработке их разными реагентами и их комбинациями при изменчивости pH системы. Выше было показано, что различные реагенты по разному влияют на абразивный износ. Имеются реагенты и вещества, как повы­ шающие абразивность, так и понижающие ее. Все эти фак­ торы в ходе бурения должны проявляться и сказываться на величине абразивного износа. Однако до введения контроля эн абразивностью буровых растворов все это оставалось не­ известным.

Изменчивость свойств среды и отмеченные флуктуации в абразивных свойствах утяжелителя позволили предугадать колебания в абразивных свойствах утяжеленных буровых растворов в ходе бурения. Такие колебания были, действи­ тельно, нами обнаружены при бурении ряда скважин в кон­ торе бурения № 3 треста «Азнефтеразведка» после установ­ ления прибора абразивометр А-2 и организации контроля за абразивностью утяжеленных буровых растворов.

В табл. 25 приведены данные по абразивности буровых растворов для трех скважин в сопоставлении с их дрѵгпми показателями.

Отметим, что здесь речь идет не о колебаниях, связан

84

Т а б л и ц а 25

Изменение абразазяых csosers буровых раствороэ с ходе бурения

Ска. 31, площадь Кянязадаг, трест „Азнефтеразнедка'

15.63280'

S5

ных с колебаниями удельного веса бурового раствора. Тако­ го рода колебания в абразивности были бы вполне законо­ мерны. Наши исследования показали, что удельный вес бу­ ровою раствора или, что то же, концентрация утяжелителя, сильно влияет на абразивность, как это показано на рис. 5, где по оси абсцисс отложена концентрация утяжелителя, а по оси ординат — условные единицы абразивности. Колеба­ ния, которые здесь имеются в виду, обусловлены явно други­ ми причинами.

На рис. 30 обобщены данные таблицы по абразивности

Р ис. 30. Изменение абразивных свойств буровых растворов в зависимости от их удельных весов.

буровых растворов в ходе бурения на трех скважинах, а именно скв. № 63 площади Ду,ванный, скв. № 28 и 31 пло­ щади Кянизадаг. В этих скважинах бурение проводилось утяжеленными промывочными растворами при средних удельных весах у = 2,25 (скв. № 28), 7 = 1,95 (скв. № 31) и 7 =2,13 г/см3 (скв. № 63). Глубины этих скважин около 3500 м каждая. Наблюдения проводились в течение 1964— 1965 гг. и охватывают интервалы проходки около 1000 м в каждой скважине.

График показывает связь между удельным весом буро­ вого раствора и абразивностью в условных единицах. Как видно, кривая имеет зигзагообразную форму, лишенную ка­ кой бы то ни было закономерности. Если бы абразивность была обусловлена только удельным весом, то кривая должна была бы монотонно подниматься вверх по мере повышения удельного веса бурового раствора. Совершенно очевидно, что в основе этих колебаний лежат те причины, о которых ска­ зано выше, а именно: флуктуация в абразивных свойствах утяжелителей и изменения в составе и свойствах среды.

86

Обнаруженные в ходе бурения колебания в абразивно­ сти буровых растворов показывают, насколько целесообраз­ но было введение параметра «абразивность», ибо до этого всякие колебания в абразивности буровых растворов и утя­ желителей оставались неизвестны,ми. Поэтому нельзя было сознательно принимать какие-либо меры для поддержания абразивности на минимально возможном уровне и для борь­ бы против всяких упущений, приводящих к повышению абра­ зивности.

іВ связи с этим возникает задача более углубленного изучения этого вопроси, ибо можно полапать, что на этом ■пути кроются возможности некоторого понижения абразив­ ности буровых растворов даже при ныне применяемых утя­ желителях, а всякое понижение абразивности равнозначно повышению скорости бурения.

Изучение влияния некоторых разработанных антнабразивных добавок на абразивные свойства утяжеленных буро­ вых растворов.

Проведенные лабораторные исследования показали, что регулируя физико-химические свойства среды, можно полу­ чить системы с заданными коллоидно-химичеокнми и техно­ логическими свойствами. Для этой цели служат добавки по­ верхностно-активных веществ в промывочную жидкость.

Установлено, что небольшие добавки бнхромата калия (порядка 0,25—0,5%) заметно снижают абразивные свойства стандартной магнетитовой суспензии. В настоящее время соединения хрома находят широкое применение для обра­ ботки глинистых растворов при проводке скважин с высоки­ ми забойными температурами [139—141].

■Кроме того, показано весьма эффективное антиабразив­ ное действие едкого натра.

'В этой овязи большой практический интерес представля­ ло изучение влияния К2СГ2О7 и щелочности на абразивные свойства буровых растворов, отобранных непосредственно из скважин в ходе бурения.

Для этой цели были выбраны скважины №№ 34, 35 кон­ торы бурения № 4 треста «Азнефтеразведка». Из указанных скважин периодически с различных интервалов бурения в

также коллоидно-химические свойства до и после обработки бихроматом калия.и каустической содой.

На рис. 31 представлены абразивные свойства буровых

8 7

лился в растворе. Как вид­ но из данного рисунка, антпабразнвное действие бихромата калия ясно проявляется в обеих ва­ риациях обработки раст-

но 0,5% К2СГ2О7, чтобы абразивность системы по­ низилась на 30—40% по отношению к эталону. '

Аналогичные результа­ ты относительно аддитив­ ности антнабразивного действия бнхромата калия на утяжеленный буровой раствор получаются так же при исследовании проб растворов, взятых из скв.

Лл 35 с интервала бурения 19952086 м (табл. 26).

Учитывая важную роль едкого натра в структурообразовательных процессах глинистых растворов, наряду с дей­ ствием бнхромата калия на абразивные свойства промывоч­ ных систем, изучалось также влияние гидроокиси натрия.

Втабл. 27 II на рніс. 32—33 приводятся абразивные чис­ ла утяжеленных буровых растворов скв. №№ 34 и 35 в зави­ симости от концентрации К2СГ2О7 и NaOH в жидкой фазе. Нетрудно заметить, что добавка щелочи существенно сни­ жает величину абразивного износа системы уже при малых концентрациях ее в составе дисперсионной ореды.

Врезультате проведенного исследования установлено, что антиабразивные свойства бнхромата калия и едкого на­ тра проявляются не только при изучении стандартной магне-

88