Cтраница 4
Стеклянную колбу с вваренной в нее пробиркой предварительно тщательно очищают и частично заполняют дистиллированной водой. Пространство внутри колбы над поверхностью воды откачивают, а затем колбу заваривают. Для подготовки к измерениям внутрь пробирки заливают жидкий воздух, в результате чего вокруг нее намерзает толстая корка льда Далее вместо жидкого воздуха внутрь пробирки наливают теплую воду и добиваются того, чтобы ледяная корка по всей длине отстала от пробирки и между ними образовалась прослойка воды. В таком состоянии колбу помещают в сосуд Дьюара со смесью колотого льда и воды. После небольшой выдержки в пространстве колбы над поверхностью воды устанавливается равновесное давление насыщенных паров, и прибор можно считать готовым к работе. Температура тройной точки воды ( 0 01 С) внутри пробирки может поддерживаться в течение многих часов. [46]
Однако септики обладают существенными недостатками. Их приходится делать очень больших размеров. Кроме того, частицы ила, увлекаемые пузырьками газа ( Метана, сероводорода), получающимися в результате перегнивания осадка, образуют на поверхности септика толстую корку, которая затрудняет процесс эксплуатации. Высушенные частицы ила, освобожденные от газа, снова опускаются вниз на дно. Такая циркуляция хлопьев осадка частично загрязняет уже осветленную воду. Обычно вода, выходящая из септика, насыщена сероводородом и имеет кислую реакцию. Дальнейшая очистка такой воды чрезвычайно затруднительна. По этим причинам область применения септиков в настоящее время весьма ограничена. Их можно рекомендовать для очистки сточных вод, поступающих от отдельно стоящих зданий или группы зданий ( при расходе воды не более 25 м3 / сутки), и особенно в тех случаях, когда последующей ступенью очистки сточной воды являются подземные поля фильтрации. [47]
Совершенно иное происходит при использовании некачественных глинистых растворов с крупными частицами. Между крупными частицами имеются проходы, через которые вода впитывается глубже в пласты, на стенки скважины садятся все новые и новые частицы, осаждая толстую, рыхлую водопроницаемую корку. Эта корка значительно уменьшает кольцевое пространство между стенками скважины и бурильными трубами. Толстая корка легко разрушается, часто отрывается от стенок скважины и, налипая на трубы и долото, образует сальники, способствующие затяжкам и прихватам бурильной колонны. Проникновение большого количества отфильтрованной воды в пласт вызывает размыв породы, обвалы, которые приводят к тяжелым авариям. [48]
Это объясняется, главным образом, большим химическим сопротивлением. Современная технология предусматривает удаление покрытий с подвесок каждый раз после окончания цикла обработки. Так, например, подвески, применяемые для нанесения многослойных - медьникельхромовых - покрытий приобретают на контактах-держателях покрытие толщиной в несколько десятков микрометров уже после одноразового использования. Покрытые такой толстой коркой держатели становятся хрупкими, что требовало бы частых ремонтов подвески. [49]
Водоотдача и толщина глинистой корки характеризуют способность глинистого раствора отфильтровывать воду под действием избыточного давления. При низкой водоотдаче глинистый раствор на стенках скважины образует плотную корку толщиной 1 - 2 мм. В результате закрепляются стенки скважины в неустойчивых породах и уменьшается поглощение промывочной жидкости. При большой водоотдаче на стенках откладывается рыхлая толстая корка. Это может привести к прилипаниям, прихватам и затяжкам бурового снаряда. [50]
Сточная жидкость подвергается осветлению в септиках длительное время ( от 1 до 3 суток), что О беопечивает высокий эффект освещения. Однако септики имеют существенные недостатки. Они имеют очень большие размеры. Кроме того, частицы осадка, увлекаемые пузырьками газа ( метана, сероводорода), образующимися в результате перегнив а ния осадка, создают на поверхности септика толстую корку, которая затрудняет процесс его эксплуатации. Частицы ила, освобожденные от газа, снова опускаются вниз на дно. Такая циркуляция хлопьев осадка частично загрязняет уже осветленную воду. Иногда вода, выходящая из септика, насыщена сероводородом и имеет кислую реакцию. Дальнейшая очистка такой воды чрезвычайно затруднительна. По этим причинам область применения септиков в настоящее время весьма ограничена. [51]
Для предотвращения притока пластовых флюидов в ствол скважины гидростатическое давление столба бурового раствора должно превышать давление флюидов в порах породы. Поэтому буровой раствор имеет тенденцию вторгаться в проницаемые пласты. Сильных поглощений бурового раствора в пласт обычно не происходит благодаря тому, что его твердая фаза проникает в поры и трещины на стенке ствола скважины, образуя глинистую корку сравнительно низкой проницаемости, через которую может проходить только фильтрат. Буровой раствор приходится обрабатывать с целью обеспечения как можно меньшей проницаемости глинистой корки, чтобы поддержать устойчивость ствола скважины и снизить до минимума внедрение фильтрата бурового раствора в потенциально продуктивные горизонты, что вызывает ухудшение коллекторских свойств. При высокой проницаемости глинистой корки она становится толстой, что уменьшает эффективный диаметр ствола и вызывает различные осложнения, например чрезмерный момент при вращении бурильной колонны, затяжки при ее подъеме, а также высокое давление при свабировании и значительные положительные импульсы давления. Толстая корка может вызвать прихват бурильной колонны под действием перепада давления, что приводит к дорогостоящим ловильным работам. [52]
Свойства промывочных растворов из выбуриваемых пород регулируются главным образом путем изменения количества вводимых поверхностно-активных веществ-стабилизаторов и активных добавок-электролитов и их соотношения. При бурении в неосложненных условиях, отсутствии зон осыпей и обвалов основным требованием к промывочной жидкости является ее стабильность. Структурно-механические показатели - предельное напряжение сдвига и тик-стропность - занимают подчиненное положение. В этом случае целесообразно применять растворы маловязкие ( вязкость которых почти не отличается от вязкости воды) с возможно малыми значениями предельного напряжения сдвига. Удельный вес раствора во всех случаях должен быть также возможно минимальным. Такой водный естественный раствор способствует получению лучших технико-экономических показателей бурения. Производительность буровых насосов при прокачивании таких растворов повышается. Способность очищать забой от выбуренной породы у маловязкого раствора также значительно выше [112], он не образует толстых корок на стенках скважины, затрудняющих вращение бурильного инструмента и нередко являющихся причиной его затяжек и прихватов. [53]
В процессе цементирования давление в заколонном пространстве всегда должно быть выше пластовых давлений. Под влиянием разности этих давлений неизбежно отфильтровывание части свободной воды из тампонажного раствора в проницаемые породы. Такое обезвоживание не представляет опасности только в том случае, если раствор находится в непрерывном движении, а на стенках скважины имеется малопроницаемая фильтрационная корка из частиц твердой фазы промывочной жидкости. Если же эта корка на каком-либо участке скважины удалена, из тампонажного раствора будет отфильтровываться свободная вода, а на стенках скважины образуется цементная корка. Если же движение раствора хотя бы кратковременно приостанавливается, корка в короткий срок может заполнить полностью или почти полностью весь зазор между колонной и стенками скважины. При восстановлении циркуляции на участках с толстой фильтрационной коркой возникают весьма большие местные гидравлические сопротивления. Для проталкивания раствора через такие участки нередко требуется настолько повысить давление, что могут быть разорваны породы в интервале между башмаком колонны и участком с толстой коркой либо обсадные трубы. [54]