Cтраница 3
Дальнейшие изыскания экономичных промывочных жидкостей, наиболее полно удовлетворяющих требованиям глубокого бурения, были направлены на использование в качестве твердой дисперсной фазы самих разбуриваемых горных пород и создания бурового раствора непосредственно в стволе скважины в процессе бурения путем превращения в стабильные системы неконцентрированных неустойчивых суспензий, образующихся в результате взаимодействия выбуренных частиц и воды. На современном этапе развития технологии промывки скважин это направление является одним из наиболее перспективных. [31]
На Шебелинском месторождении были проведены исследования и промышленные работы по утяжелению сульфатных и сульфатно-галлоидных растворов. Исследовались неустойчивые суспензии и обработанные реагентами растворы, взятые из скважины при раз-буривании ангидритово-соленосной толщи. Предварительно эти растворы стабилизировались различными смесями: ССБ и крахмала, крахмала и жидкого стекла. В лаборатории утяжелитель был дополнительно просеян через сито с таким же количеством отверстий. [32]
Технологическая жидкая среда может содержать твердые частицы ( суспензия), легко осаждаемые под действием гравитационных сил; жидкая фаза суспензии не изменяет агрегатного состояния при изменении температуры и давления в заданных пределах. В неустойчивых суспензиях твердая фаза легко отделяется от жидкой фильтрацией. Примерами таких суспензий являются известковое молоко, водно-меловая смесь, продукты взаимодействия водно-меловой суспензии с раствором хлорида меди в производстве оксохлорида меди. Автоматизированная подготовка такой суспензии к анализу жидкой фазы заключается в фильтрации с помощью гидроциклона или самоочищающегося фильтра, устанавливаемого в точке отбора жидкости из технологического аппарата, а также в тонкой фильтрации среды, ее непрерывном дозировании и термической подготовке. [33]
Технологическая жидкая среда может содержать твердые частицы ( суспензия), легко осаждаемые под действием гравитационных сил; жидкая фаза суспензии не изменяет агрегатного состояния при изменении температуры и давления в заданных пределах. В неустойчивых суспензиях твердая фаза легко отделяется от жидкой фильтрацией. Примерами таких суспензий являются известковое молоко, водно-меловая смесь, продукты взаимодействия водно-меловой суспензии с раствором хлорида меди в производстве хлороксида меди. Автоматическая подготовка суспензии при анализе жидкой фазы заключается в фильтрации с помощью гидроциклона или самоочищающегося фильтра, устанавливаемого в точке отбора жидкости из технологического аппарата, а также в термостатировании и тонкой фильтрации среды. [34]
Если паста ( или осадок) агрегативно устойчива ( например, осадок стабилизованной суспензии, все частицы которой были покрыты адсорбционно-сольватной оболочкой), силы сцепления, действующие между частицами, ослаблены и осадки пластичны, даже текучи. Напротив, осадки неустойчивых суспензий, в которых происходила коагуляция, структурированы, твердообразны, хрупки. [35]
Если паста ( или осадок) агрегативно устойчива ( например, осадок стабилизованной суспензии, все частицы которой были покрыты адсорбционно-сольватной оболочкой), силы сцепления, действующие между частицами, ослаблены и осадки пластичны, даже текучи. Напротив, осадки неустойчивых суспензий, в которых происходила коагуляция, структурированы, твердо-образны, хрупки. [36]
Возможность использования разбуриваемых карбонатных пород для создания стабильного промывочного раствора с регулируемыми свойствами и широкого применения этого раствора при бурении нефтяных и газовых скважин была доказана нашими исследованиями и промышленными работами, проведенными совместно с группой инженерно-технических работников в 1953 - 1955 гг. в Песчано-Уметской конторе бурения Саратовской области. Было показано, что гидрофилизация грубой карбонатной неустойчивой суспензии путем обработки ее определенными поверхностно-активными веществами - защитными коллоидами и электролитами - дает возможность превратить эту суспензию в стабильную промывочную жидкость с оптимальными реологическими и структурно-механическими свойствами и что бурение на этих растворах обеспечивает нормальные технологические условия проходки глубоких скважин при значительном повышении скоростей бурения и других технико-экономических показателей. [37]
Хлопковый соапсток применяют в виде 10 % - ного водного раствора, приготовленного смешением соапстока с водой при атмосферных условиях. В дизельном топливе он создает неустойчивую суспензию. В отличие от хлопкового, подсолнечный и касторовый соапстоки в дизельном топливе дают устойчивые, а в воде менее устойчивые суспензия. Хлопковый соапсток обладает более выраженной пеногасящей способностью по сравнению с еоапстоками из подсолнечного и касторового сырья. Расход его при обработке промывочных жидкостей составляет 0 3 - 0 5 % от объема ССБ и КССБ. Добавки его практически полностью предотвращают ценообразование как пресных, так и сильноминерализованных промывочных жидкостей, содержащих ССБ и ее производные, танины и ПАВ. Эффективность соапстока как пеногасителя снижается с повышением содержания растворимых солей кальция и магния. [38]
Неполностью астабилизированные взвеси сохраняют в коагуляционной структуре то случайное взаимное положение, в котором они соприкоснулись, и их седимента-ционный объем велик. Например, объемная концентрация твердой фазы в осадке агрегативно устойчивой суспензии кварца достигает 54 %, а в осадке неустойчивой суспензии - лишь 7 % [ 154, стр. [39]
Седиментационная неустойчивость выражается в неизбежном оседании взвешенных частиц под воздействием силы тяжести. Если частицы, оседая слипаются под воздействием молекулярных сил сцепления и образуют агрегаты - хлопья, то говорят об агрегативной неустойчивости суспензий. Таким образом, седиментационно неустойчивые суспензии бывают агрегативно устойчивыми и неустойчивыми. Иногда при коагуляции суспензий образуются большие хлопья, плохо смачиваемые дисперсионной средой и всплывающие на поверхность. Такое явление называется флоккуляцией. [40]
Кроме рассмотренных условий применимости закона Стокса к реальным системам, связанных с допущениями, сделанными при выводе этого закона, следует учитывать и другие особенности изучаемых объектов, а также влияние внешних факторов. Так, суспензия должна быть устойчивой, не коагулировать в процессе седиментации. Если частицы плохо смачиваются средой, то образуется неустойчивая суспензия, коагулирующая в процессе оседания. В случае проведения седиментационного анализа дисперсной системы, частицы которой плохо смачиваются средой, необходимы добавки стабилизирующих веществ, улучшающих смачивание. Оседание частиц должно происходить в спокойной жидкости. Необходимо постоянство температуры в условиях опыта. Все частицы должны иметь одинаковую плотность, и при малых размерах частиц следует учитывать наличие сольватных и стабилизирующих слоев, так как сильное их развитие, в особенности для частиц малых размеров, внесет неточность в результат определения. В дисперсной системе не должно быть пузырьков воздуха или другого газа, направление движения которых противоположно оседающим частицам; поэтому необходима тщательная подготовка образца для опыта. Рекомендуется взятую навеску предварительно обработать небольшими порциями жидкости при тщательном перемешивании, иногда при подогреве, чтобы удалить адсорбированные на поверхности частиц газы. [41]
Распределение частиц по размеру в латексе ПВХ было достаточно узким и частицы золя вызывали яркий эффект Тиндаля при освещении их параллельным пучком белого света высокой интенсивности. Это свойство частиц было использовано для того, чтобы качественно различить устойчивые и неустойчивые суспензии ПВХ. [42]
Таким образом, проведенные на базе сульфатно-галлоидных отложений Шебелинского месторождения исследования показали, что па основе этих пород могут быть созданы стабильные промывочные жидкости с регулируемыми свойствами, удовлетворяющими требованиям технологии бурения высоконапорных газовых скважин в осложненных условиях. Исследования состава этих промывочных жидкостей показали, что при разбуривании мощных солевых отложений каменная соль находится в растворенном состоянии в водной среде и в виде мельчайших частиц в дисперсной фазе. Следовательно, при бурении с промывкой скважины водой в сульфатных и сульфатно-галлоидных отложениях могут образоваться три вида грубой неустойчивой суспензии: сульфатная пресная, сульфатная минерализованная и сульфатно-галлоидная. Неминерализованные сульфатные суспензии легко стабилизируются применяемыми в бурении поверхностно-активными веществами и активными добавками: УЩР, КМЦ, ССБ, крахмалом, каустической содой, жидким стеклом и их смесями. Хорошие результаты в условиях Шебелинки были получены при обработке пресной ангидритовой суспензии УЩР двойной щелочной концентрации ( 13: 2) и смесями КМЦ и крахмала, УЩР и жидкого стекла, КМЦ и жидкого стекла, крахмала и жидкого стекла. [43]
Суспензиями называются микрогетерогенные системы, в которых дисперсная фаза твердая, а дисперсионная среда жидкая. Другими словами, суспензии представляют собой взвеси порошков в жидкостях. Суспензии седиментационно неустойчивы: частицы их оседают под действием силы тяжести. Однако седиментационно неустойчивая суспензия может быть как агрегативно устойчивой ( частицы ее могут оседать каждая в отдельности, не коагулируя), так и агрегативно неустойчивой: частицы ее, оседая, сцепляются под действием молекулярных сил и образуют агрегаты-хлопья; оседание проходит очень быстро. Такие оболочки препятствуют сцеплению частиц, являясь ( для разбавленных суспензий) фактором стабилизации. [44]
Для инъекции используют жидкости с малой структурной прочностью и вязкостью, легко проникающие в трещины и пустоты пород. Это позволяет увеличить их радиус распространения, уменьшить количество скважин и объем бурения, сократить продолжительность инъекционных работ и в итоге снизить расходы по устройству цементационной завесы. Для инъекции применяют чистые суспензии цемента в воде ( чисто цементные растворы), а также цементно-глинистые, глино-цементные или цементно-песчаные растворы. Чисто цементные растворы относятся к неустойчивым суспензиям. Прибавление к чисто цементным растворам суспензий глины, содержащих тонкие частицы и обладающих коллоидными свойствами, обеспечивает стабильность растворов. [45]