Примеси и загрязнения в буровых растворах

Главная головная боль Инженера:
Загрязнители
Химические примеси
При подготовке лекции использовались элементы презентации компании Mi Swaco Schlumberger company «Загрязнители буровых растворов».

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА СТЕПЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РАСТВОРА
Тип химической примеси
Концентрация примеси
Tип бурового раствора
Tип и концентрация выбуренной породы
ПРИМЕСИ

Цемент
Aнгидрит / Гипс
Соль (как рапа и твердые пропластки)
Карбонаты и бикарбонаты
Сероводород
Бактерии
Твердая фаза
ТИПЫ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИМЕСИ

Принцип эквалайзера.
Pm
Pf
Mf
Cl
TH
MBT
Mg
K+
pH

Возможные варианты.

1) Определить, что получено загрязнение.
2) Определить тип загрязнения по хим. анализу и параметрам БР.
3) Определить концентрацию загрязнителя и урон нанесенный раствору.
4) Ликвидировать, заглушить или убрать источник загрязнения при возможности.
5) Определить чем будем лечить и в какой концентрации.
6) Ликвидация загрязнитель в БР, контроль по химанализу. Убираем химию.
7) Выравнивание реологии и водоотдачи БР. Выравниваем физику.
АЛГОРИТМ ДЕЙСТВИЙ ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ БР

1) ЦЕМЕНТНАЯ ПРИМЕСЬ

Источники Примесеи:
Разбуривание цемента
Барит с примесью цемента
ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
При рН выше 11,5 цемент становится нерастворимым.

РАСТВОРИМОСТЬ ГИДРОКСИДА КАЛЬЦИЯ

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

РАСТВОРИМОСТЬ ГИДРОКСИДА КАЛЬЦИЯ

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ОБРАБОТКА
Разбавление
Обработка дефлокулянтами
Обработка реагентами по снижению водоотдачи ( если необходимо)
ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

2) AНГИДРИТ / ГИПС

Aнгидрит
CaSO4 → Ca2+ + SO42-
Гипс
CaSO4 • 2H2O → Ca2+ + SO42- + 2H2O
ОТЛИЧИЕ АНГИДРИТА ОТ ГИПСА

Источник Примесей:
Разбуриваемые породы
ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

КАРБОНТАНО-БИКАРБОНАТНЫЙ ЭКВИЛИБРИУМ

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

3) СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Источник Примесей:
Хемогенные отложения (Каменная соль, бишофит)
Морская вода
Пластовая вода
СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ДИССОЦИАЦИЯ СОЛЕЙ

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Варианты Обработки
Обработка для снижения воздействия
основных примесей на параметры раствора: -Обращение системы в соленасыщенный раствор или замена на РУО
СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Если планируется бурение значительных соленых осложнений, рекомендуется использовать соленасыщенные растворы, либо растворы на нефтяной основе
СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ИОНЫ МАГНИЯ

ИОНЫ МАГНИЯ

ИОНЫ МАГНИЯ

ИОНЫ МАГНИЯ

ИОНЫ МАГНИЯ

При концентрации ионов магния больше 2000 мг/л экономически и технически
Более рационально перевести систему на гидрогель-магниевый раствор или раствор на углеводородной основе
ИОНЫ МАГНИЯ

МОРСКАЯ ВОДА

ИЗМЕНЕНИЕ PH МОРСКОЙ ВОДЫ

ИЗМЕНЕНИЕ PH МОРСКОЙ ВОДЫ

4) КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Зависимость ДНС от CO32- и HCO3-

Методы Определения Карбонатов

ГАЗОАНАЛИЗАТОР ГАРРЕТА

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

5) СЕРОВОДОРОД (H2S)

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

H2S H+ + HS- 2H+ + S2-
РЕАКЦИЯ ДИССОЦИАЦИИ СЕРОВОДОРОДА

РЕАКЦИЯ ДИССОЦИАЦИИ СЕРОВОДОРОДА

Водород способен оказывать существенное влияние на различные металлы. В процессе этого воздействия наблюдают потерю пластичности металла и разрушения при напряжениях ниже предела текучести вследствие поглощения водорода.
Водородное охрупчивание стали.
В процессе СКРН атомарный водород адсорбированный на поверхности трубной стали может проникать внутрь металла и приводить к его разрушению.
СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ОБРАБОТКА
Повысить рН до 11,5-12 - каустическая сода
Поддерживать рН - известь
Обработка ZnO, MnO2, Fe2O3.
S2- + ZnO → ZnS ↓ + O2-
СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

6) ТВЕРДАЯ ФАЗА

ТВЕРДАЯ ФАЗА

ТВЕРДАЯ ФАЗА

Влияние на параметры раствора
Плотность Увеличивается
Условная вязкость Увеличивается
Пластическая вязкость Увеличивается
ДНС Увеличивается
СНС 10сек Увеличивается
СНС 10 мин Увеличивается
Водоотдача Незначительно уменьшается
Твердая фаза Увеличивается
MBT Увеличивается
ТВЕРДАЯ ФАЗА

Влияние на химические показатели раствора
pH Незначительно снижается
Pm Незначительно снижается
Pf Незначительно снижается
Mf Незначительно снижается
Pf/Mf Не изменяется
Ca2+ Не изменяется
Cl- Не изменяется
ТВЕРДАЯ ФАЗА

ТВЕРДАЯ ФАЗА

ТВЕРДАЯ ФАЗА

7) Бактерии

Источниками загрязнения бурового раствора бактериями могут являться:
1) Емкости, плохо очищенные от раствора с предыдущего интервала.
2) Фугат – продукт переработки бурового раствора на флоккуляционной установке.
3) Выбуренная порода.
4) Применение химреагентов, подверженных гниению, с истекшим сроком годности.
БАКТЕРИИ

БАКТЕРИИ
Признаки:
Окрашивание раствора в черный цвет.
Появление запаха.
Сильное снижение рН.
В малоглинистых системах не насыщенных солью на основе полимеров, подверженных гниению, вследствие разложения химреагентов (крахмал, ксантановая смола) водоотдача обычно возрастает, а реологические параметры снижаются.

БАКТЕРИИ
Обработка:
Каустическая сода до рН 11,5
Бактерицид
Сильно загрязненный раствор следует сбрасывать.

ОПРЕДЕЛИТЕ ТИП ПРИМЕСИ