Условия выбора бурового раствора для вскрытия продуктивного пласта

- вакуумная самозагрузка из  складов напольного типа и  крытых вагонов;

- гравитационная и пневматическая  загрузка собственных бункеров  из складов силосного типа;

- загрузка собственных бункеров  из автоцементовозов.

К недостаткам установки следует отнести сравнительно небольшое количество перевозимого тампонажного материала в двух имеющихся бункерах (11т).

Устройство и принцип работы установки УС5-30. Оборудование установки (рис. 5) монтируется на шасси автомобиля КрАЗ-250 и состоит из двух бункеров, коробки отбора мощности с карданным валом, компрессора, пневмосистемы, фильтрующей системы вакуумной загрузки и обеспыливания, смесительного устройства, системы разгрузки и системы управления с устройством для взвешивания гидравлического типа, системы выхлопа и обогрева бачка компрессора.

Бункеры установки предназначены для аккумулирования транспортируемого тампонажного материала и представляют собой две вертикальные влагонепроницаемые емкости цилинд-роконической формы (рисунок 6).

 

Рисунок 6. Установка смесительная УС5-30:

1 -бункеры; 2 -фильтрующаясистема; 3-вспомогательное  оборудование; 4-циклон; 5 -смесительное  устройство; 6 - система управления; 7 - шасси КрАЗ-250;

8 - брызговики; 9 - система выхлопа  и обогрева бачка компрессора;

10 -пневмосистема; 11- привод компрессора.

 Осреднительная  установка УО

Установка предназначена для обработки тампонажных растворов в процессе их приготовления при цементировании нефтяных и газовых скважин. Основное назначение установки - понижение колебаний плотности тампонажного раствора при его непрерывном приготовлении или накоплении отдельных порций с последующей откачкой. Кроме того, установку применяют для приготовления буферных и других рабочих жидкостей, содержащих труднорастворимые вещества.

Установка работает только в комплексе с насосными и смесительными установками, предназначенными для цементирования нефтяных и газовых скважин.

Рисунок 7 - Установка осреднительная УО

 Устройство и принцип работы осреднительной установки УО.

Осреднительная установка (рисунок 7) представляет собой резервуар 5 с перемешивающим устройством 6 внутри, смонтированным на шасси трехосного автомобиля 1. В нижней части задней стенки резервуара расположена горловина 7 с установленным в ней фильтром. К горловине прикреплен коллектор 10, выполненный из трубы диаметром 168 мм и снабженный запорным устройством 9 и патрубком 8 для подсоединения цементировочных агрегатов посредством приемных рукавов с целью откачки обработанного раствора из резервуара. 
Перемешивающее устройство 6 состоит из двух ленточных мешалок, лопасти которых направлены по спирали в разные стороны. При вращении мешалок образуются два встречных потока, способствующие лучшему перемешиванию раствора. Форма днища резервуара, размеры и конструкции мешалок выполнены с учетом уменьшения до минимума застойных зон.

Привод перемешивающего устройства обеспечивается ходовым двигателем шасси автомобиля через коробку отбора мощности 13, карданную передачу 12 и цепную трансмиссию 2. Валы перемешивающего устройства расположены на концевых и промежуточных опорах. Концевые опоры представляют собой подшипники скольжения из текстолита, заключенные в металлические корпуса. Промежуточные опоры выполнены в виде роликов с осями. Находясь погруженными в растворе при низкой частоте вращения валов, подшипники обеспечивают достаточно надежную работу перемешивающего устройства в течение 80-120 ч.

Смена подшипников предусмотрена при техническом обслуживании установки. Уплотнение наконечников валов в передней торцовой стенке резервуара обеспечивается с помощью сальникового устройства. Соединение этих наконечников с основной частью валов мешалок осуществляется устройством со свободным сцеплением. Такое соединение исключает передачу биения вала наконечнику, что способствует сохранению сальниковых уплотнений и предотвращению пропусков жидкости во время работы мешалок. 
В центре резервуара установлена мерная линейка с ценой делений 0,5 м3, предназначенная для контроля за объемом раствора, поступающего или откачиваемого из резервуара. Резервуар установки открытого типа (без крыши). Это создает удобство при монтаже мешалок, их ремонте и обслуживании установки в целом.

Над резервуаром расположены мостики с поручнями 4 и лестница 3. На раме закреплены четыре домкрата 11, которые устанавливаются в рабочее положение перед заполнением резервуара для обеспечения устойчивости установки в процессе работы. Резервуар оборудован наливными стояками, приспособленными для подачи раствора непосредственно от цементно-смесительной машины или цементировочного агрегата.

Порядок работы на осреднительной установке УО. Установку располагают на площадке у буровой вблизи мостков, обвязывают с цементировочными агрегатами (насосными установками).

Располагая установку на площадке, необходимо обеспечить небольшой уклон (1:50) -(1:70) вдоль оси в направлении к коллектору. Установить домкраты.

Приготовление буферных составов и жидкостей затворения. Для приготовления жидкости затворения или буферных составов необходимо сделать следующее.

Набрать в резервуар расчетный объем воды, нагнетательную линию цементировочного агрегата подсоединить к одному из наливных стояков установки, открыть соответствующую заслонку (кран) на отводе коллектора, включить насос и создать циркуляцию по системе установка - агрегат - установка. Включить мешалки и постепенно загружать химические реагенты в резервуар. Включение мешалок производить перемещением рукоятки от себя. Перемешивание и циркуляцию продолжать до полного растворения химических реагентов в жидкости.

Приготовленную жидкость откачать в специально приготовленную емкость или в мерные баки цементировочных агрегатов.

Обработка раствора с целью понижения колебания его плотности. Обработку тампонажного раствора установкой производят в следующем порядке. Через стояки из цементно-смесительных машин непосредственно или с помощь цементировочных агрегатов подать в резервуар установки исходный тампонажный раствор. 
Включить мешалки, обеспечив частоту вращения 20-30 об/мин. После подъема уровня раствора в резервуаре выше опор валов частоту вращения мешалок довести до 45-50 об/мин.

Накопив раствор в резервуаре объемом 6-7 м3, начать откачивание его в скважину, не прекращая работы мешалок.

Приготовление тампонажного раствора порциями. Если расчетный объем тампонажного раствора не превышает вместимости резервуара установки, то откачивание его следует начать после накопления и тщательной обработки всего объема. Время перемешивания при этом должно составлять примерно 1 мин на     1 м3, т.е. при полной загрузке - 12-15 мин. В процессе перемешивания следует постоянно, через каждые 1,5-2 мин, замерять плотность раствора. При цементировании ответственных зон в скважинах время перемешивания определяют по результатам контрольных замеров плотности.

При необходимости доутяжеления раствора, приготовляемого отдельными порциями, операцию производить в следующем порядке.

Заменить штуцер смесительного устройства цементно-смесительной машины на другой, имеющий диаметр 20 мм.

Подключить к смесительному устройству нагнетательную линию цементировочного насоса и подать раствор из резервуара под давлением 2,0-2,5 МПа, обеспечив циркуляцию по системе резервуар - цементировочный насос - смесительное устройство - резервуар.

Подать дозирующими шнеками цементно-смесительной машины утяжеляющий материал в смесительное устройство.

При осуществлении операции по утяжелению тампонажного раствора мешалки должны работать непрерывно до конца его откачивания из резервуара. Операцию продолжать до получения заданной плотности, после чего остановить работу цементно-смесительной машины и переключить цементировочный насос на откачивание раствора в скважину.

После окончания работы установка должна быть вымыта. Особое внимание необходимо уделить при этом внутренней полости резервуара.

Приготовление буровых растворов

Вид, состав и свойства буровых растворов выбирают в зависимости от геолого-технических условий бурения. Если эти условия при бурении всей скважины или части ее интервала не позволяют использовать для промывки воду или осуществлять продувку газообразными агентами, то приходится специально готовить соответствующий данным условиям буровой раствор. Существуют два метода приготовления буровых растворов:

1) приготовление растворов в  скважине (наработка) в процессе  механического бурения;

2) приготовление раствора с помощью  механизмов: непосредственно на  буровой и централизованно на  глинозаводах.

Приготовление буровых растворов первым методом наиболее дешево и просто, но возможно лишь там, где разрез сложен породами подводящего -состава и достаточной мощности. Например, в ряде районов запада Татарстана верхняя неустойчивая часть разреза разбуривается с применением или свежеприготовленного раствора, или доставленного с ранее пробуренных скважин глинистого раствора. Затем этот интервал ствола закрепляют обсадными трубами с заливкой кольцевого пространства цементным раствором, и дальнейшее бурение ведут с промывкой водой.

При разбуривании глин образуется водно-глинистая суспензия, которую в дальнейшем обрабатывают химическими реагентами и приводят показатели технологических свойств раствора к требуемому уровню. Причем важно добиться минимального содержания глинистой фазы в буровом растворе.

Аналогично получают карбонатные или карбонатно-глинистые растворы в в Пермской области. При разбуривании с промывкой водой мощных толщ карбонатных пород получаемую водно-карбонатную суспензию обрабатывают каустической или кальцинированной содой, или УЩР. Для стабилизации естественных карбонатных растворов хорошие результаты дает введение небольших добавок высококоллоидальных глин. С целью улучшения диспергирования шлама выходящую из скважины суспензию целесообразно пропускать через специальные механизмы (фрезерно-струйные мельницы).

Чаще приходится готовить растворы вторым методом, т. е. с помощью специальных механизмов. Для приготовления глинистых растворов используют в основном глинопорошки и реже комовые глины из местных карьеров. При приготовлении буровых растворов требуется обеспечить с помощью специальных устройств хорошее диспергирование твердой фазы и перемешивание ее с жидкостью. В качестве таких устройств для приготовления растворов из комовых и порошкообразных материалов используются мешалки механического и гидромониторного типов. Из порошкообразных материалов раствор готовят также с помощью мешалок эжекторного типа.

Особенность приготовления раствооов на углеводородной основе заключается в необходимости подогрева системы для получения коллоидного раствора битума. Например, при приготовлении ИБР зимой в глиномешалку заливают требуемое количество дизельного топлива и при перемешивании вводят молотый окисленный битум с негашеной известью. Смесь подогревают открытым паром до 30—50 °С и добавляют расчетное количество воды для гашения извести. При гашении извести температура смеси поднимается до 100—120 °С. В летнее время готовят раствор аналогично, однако подогрев паром не обязателен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Мероприятия по технике безопасности, противопожарной защите и охране  труда при приготовлении буровых растворов

 

Строительство скважин сопровождается использованием различных самоходных  машин и механизмов,  автомобильного транспорта и мобильной специальной техники: автокранов, тракторов, бульдозеров,  цементировочных  агрегатов, цементосмесительных машин, геофизических лабораторий, а так же стационарных агрегатов: дизелей, буровых насосов, трансмиссий, ротора, лебедки, компрессоров и т.д. (в дальнейшем оборудования).

Перечисленное оборудование в процессе своей работы является источником  шумового и вибрационного воздействия, прежде всего на обслуживающий персонал, а также является фактором беспокойства объектов животного мира.

Шум – одна из форм физического (волнового) загрязнения, адаптация к которой невозможна; сильный шум (более 90 дБ) приводят к болезням нервно-психического стресса и ухудшению слуха вплоть до полной глухоты. Очень сильный шум (свыше 110 дБ) вызывает резонанс клеточных структур протоплазмы, ведущей к шумовому «опьянению», а затем к разрушению тканей .

Воздействие шума на человека можно выделить  в три основных блока:

1) физиологическое воздействие:

- расстройство ЦНС, неврозы;

- заболевание сердечно-сосудистой  системы, гипертония;

- заболевание желудочно-кишечного  тракта, например язва;

2) эмоциональное воздействие: вызывает  раздражение и иногда угнетение  организма;

3) информационное воздействие. Шум  мешает восприятию  необходимой  информации.

Вибрация представляет один из видов силового воздействия на грунты, вызванного периодически действующими нагрузками, прикладываемыми к грунту в короткие промежутки времени. Возникающие  при этом колебания вызывают ухудшение прочностных и деформационных свойств грунта, что в свою очередь приводит к  деформациям и авариям сооружений, дискомфорту человека и объектов животного мира.

Основными источниками колебаний являются различные стационарные машины с вращающимися частями (лебедка, ротор), с кривошипно-шатунными механизмами (буровые насосы и компрессоры), а также передвижение автотракторной техники. В результате возникающих колебаний определенной частоты происходит уменьшение сил внутреннего трения в несвязных грунтах, которое приводит к их доуплотнению.

Вибрации, возникающие под фундаментами оборудования, вызывают в сопредельных сооружениях неравномерные осадки фундамента и дополнительные напряжения в их конструкциях, а в результате – образование трещин и даже разрушения. Наиболее опасными в этих условиях являются колебания, возникающие от работы низкочастотного оборудования (с частотой менее          400 мин-1), и в особенности возбуждающие колебания с частотами, совпадающими с частотами собственных колебаний конструкции (сооружения).