Примеси и загрязнения буровых растворов. Профилактика, определение, ликвидация

1.

Сфокусируйтесь на результате,
химией займемся мы
Примеси и загрязнения буровых
растворов. Профилактика,
определение, ликвидация.
Докладчик: Михель Артур
22 апреля 2021 года

2.

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

3.

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

4.

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

5.

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

6.

Возможные варианты.

7.

АЛГОРИТМ ДЕЙСТВИЙ ПРИ
ЗАГРЯЗНЕНИИ БР
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.

8.

1) ЦЕМЕНТНАЯ ПРИМЕСЬ

9.

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Источники Примесеи:
Разбуривание цемента
Барит с примесью цемента

10.

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

11.

РАСТВОРИМОСТЬ ГИДРОКСИДА
КАЛЬЦИЯ

12.

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

13.

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

14.

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

15.

РАСТВОРИМОСТЬ ГИДРОКСИДА
КАЛЬЦИЯ

16.

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

17.

ЦЕМЕНТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

18.

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

19.

2) AНГИДРИТ / ГИПС

20.

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

21.

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Источник Примесей:
Разбуриваемые породы

22.

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

23.

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

24.

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

25.

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

26.

КАРБОНТАНО-БИКАРБОНАТНЫЙ
ЭКВИЛИБРИУМ
P
e
r
c
e
n
t
1
0
0
8
0
=
3
C
O
2
3
H
C
O
-
3
H
C
O
6
0
4
0
2
0
0
0
2
4
6
8 1
0 1
2 1
4
p
H
P
e
r
c
e
n
t
o
f
v
a
r
i
o
u
s
c
a
r
b
o
n
a
t
e
s
p
e
c
i
e
s
a
t
d
i
f
f
e
r
e
n
t
p
H
v
a
l
u
e
s

27.

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

28.

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

29.

ГИПСОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

30.

3) СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

31.

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

32.

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

33.

ДИССОЦИАЦИЯ СОЛЕЙ

34.

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

35.

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

36.

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

37.

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

38.

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

39.

СОЛЕВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

40.

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

41.

ИОНЫ МАГНИЯ

42.

ИОНЫ МАГНИЯ

43.

ИОНЫ МАГНИЯ

44.

ИОНЫ МАГНИЯ

45.

ИОНЫ МАГНИЯ

46.

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

47.

МОРСКАЯ ВОДА

48.

ИЗМЕНЕНИЕ PH МОРСКОЙ ВОДЫ

49.

ИЗМЕНЕНИЕ PH МОРСКОЙ ВОДЫ

50.

4) КАРБОНАТНОБИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ

51.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

52.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

53.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

54.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

55.

P
e
r
c
e
n
t
1
0
0
8
0
=
3
C
O
2
3
H
C
O
-
3
H
C
O
6
0
4
0
2
0
0
0
2
4
6
8 1
0 1
2 1
4
p
H
P
e
r
c
e
n
t
o
f
v
a
r
i
o
u
s
c
a
r
b
o
n
a
t
e
s
p
e
c
i
e
s
a
t
d
i
f
f
e
r
e
n
t
p
H
v
a
l
u
e
s

56.

Зависимость ДНС от CO32- и HCO3YP (lb/100 ft²)
60
CO32-
-
HCO3
50
40
30
20
10
0
0
20
40
60
80
100
120
140
Millimoles / Liter
160
180
200

57.

Методы Определения Карбонатов

58.

ГАЗОАНАЛИЗАТОР ГАРРЕТА

59.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

60.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

61.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

62.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

63.

КАРБОНАТНО-БИКАРБОНАТНОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ

64.

5) СЕРОВОДОРОД (H2S)

65.

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

66.

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

67.

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

68.

РЕАКЦИЯ ДИССОЦИАЦИИ
СЕРОВОДОРОДА

69.

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
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.

70.

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

71.

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

72.

СЕРОВОДОРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

73.

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

74.

6) ТВЕРДАЯ ФАЗА

75.

ТВЕРДАЯ ФАЗА

76.

ТВЕРДАЯ ФАЗА

77.

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

78.

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

79.

ТВЕРДАЯ ФАЗА

80.

ТВЕРДАЯ ФАЗА

81.

7) Бактерии

82.

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.

83.

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

84.

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

85.

ОПРЕДЕЛИТЕ ТИП ПРИМЕСИ
MW
FV
PV
YP
GELS
FL
Solids
Water
MBT
Pm
pH
Pf
Mf
Cl
Hardness
Базовые
св-ва
15.2
44
30
10
6/8
4.8
30
70
22.5
2.2
10.8
1.0
1.6
3200
120
Comments
OK
Check #1
Check #2
Check #3
Check #4
Check #5
15.2
45
31
10
8/35
4.9
30
70
22.5
1.0
10.1
1.3
6.5
3300
0
15.2
78
35
46
18/65
7.6
31
69
20.0
6.8
12.1
2.8
3.4
3500
200
15.3
65
32
39
15/50
7.3
32
68
22.5
1.6
9.2
0.2
0.8
32000
180
15.2
74
31
41
21/62
6.8
30
70
22.5
1.4
9.0
0.4
0.8
3400
840
15.4
47
38
11
9/24
5.0
33
67
25.0
1.9
10.6
0.8
1.8
3800
180

86.

Спасибо за внимание!
420107, Россия, Казань, Островского, 84, к. 402
тел.: +7 843 537-23-93 (вн. 2050)
www.mirrico.ru