Гидравлический разрыв пласта, реологические свойства бурового раствора
Предельное динамическое напряжение сдвига определяет основную составляющую сопротивления течению жидкостей, которое вызвано силами электрохимического взаимодействия, в буровых суспензиях.
Гидравлический разрыв пласта – это один из методов, позволяющих интенсифицировать работу нефтяных или газовых скважин, увеличить эффективность нагнетательных типов скважин. Суть данного метода, заключается в создании особой высокопроводимой трещины целевого пласта, которая обеспечивает приток добываемой среды – газа, нефти, воды и т.д. Гидравлический разрыв пласта осуществляется путем закачки в скважину жидкости разрыва (вода, растворы, гель, кислоты) с помощью мощнейших насосов. При этом давление должно быть выше, чем давление разрыва пласта. Для того, чтобы трещина находилась в открытом состоянии используют специальный расклинивающий агент. Гидравлический разрыв пласта существенно повышает производительность скважины, оживляет скважины с долговременным простоем, кроме того метод гидравлического разрыва пласта применяют для разработки новых нефтесодержащих пластов. Реологические характеристики бурового раствора оказывают влияние на создание гидродинамических давлений в скважинах, которые как раз и определяют возможность гидроразрыва горных пород, разрыва пласта.
Реологические характеристики бурового раствора – это определенные вязкостные и прочностные характеристики буровых растворов, которые оказывают прямое влияние на качество бурового раствора. Реологические характеристики бурового раствора определяют степень очистки забоя скважин, показатель охлаждения породоразрушающих инструментов, основную транспортирующую способность потоков и величину гидравлического сопротивления во всех звеньях циркуляционной системы. Реологические характеристики бурового раствора влияют на величину гидродинамического давления, амплитуду колебаний давления при остановке и запуске насосов, интенсивность обогащения буровых растворов шламом, а также скорость эрозии стенок скважин. К основным реологическим свойствам бурового раствора относится пластическая и условная вязкость, статическое и динамическое напряжение сдвига, водоотдача, щелочность фильтрата, содержание солей песка и водородных ионов. Реологические характеристики бурового раствора характеризует его текучесть при разных уровнях механического напряжения, и играют основную роль в осуществлении успешного процесса бурения.
Растворы применяются также для закрепления грунта. Хорошо фильтрующиеся грунты, обладающие высокой проницаемостью пригодны для химического закрепления.
Реологические характеристики бурового раствора – это определенные вязкостные и прочностные характеристики буровых растворов, которые оказывают прямое влияние на качество бурового раствора. Реологические характеристики бурового раствора определяют степень очистки забоя скважин, показатель охлаждения породоразрушающих инструментов, основную транспортирующую способность потоков и величину гидравлического сопротивления во всех звеньях циркуляционной системы. Реологические характеристики бурового раствора влияют на величину гидродинамического давления, амплитуду колебаний давления при остановке и запуске насосов, интенсивность обогащения буровых растворов шламом, а также скорость эрозии стенок скважин. К основным реологическим свойствам бурового раствора относится пластическая и условная вязкость, статическое и динамическое напряжение сдвига, водоотдача, щелочность фильтрата, содержание солей песка и водородных ионов. Реологические характеристики бурового раствора характеризует его текучесть при разных уровнях механического напряжения, и играют основную роль в осуществлении успешного процесса бурения.
Растворы применяются также для закрепления грунта. Хорошо фильтрующиеся грунты, обладающие высокой проницаемостью пригодны для химического закрепления.
Химическое закрепление грунта представлено несколькими основными способами - цементизацией, глинизацией, силикатизацией, смолизацией, битумизацией, а так же электрохимическим и буросмесительным способом.
Химическое закрепление грунта способом цементизации, это заполнение пустот, крупных пор и трещин в крупноблочных породах, со временем образующее твердую единую массу. Глинизация, в отличие от у цементации, может быть применима для заполнения крупных пустот, только в сухих видах пород, которые после нагнетания раствора впитывают воду из него.
Химическое закрепление путем битуминизации применяют в скальных и полускальных породах, с большим количеством естественных трещин. Способ битумизации состоит в нагнетании расплавленного битума через пробуренные отверстия. Битум, остывая в трещинах, сообщает породам необходимый уровень водонепроницаемости.
Химическое закрепление силикатизаций состоит в том, что в песчаный грунт через металлическую перфорированную трубу поочередно нагнетается раствор силиката натрия и раствор хлористого кальция. В результате реакции - в породах образуется гидрогель кремниевой кислоты, который надежно закрепляет грунт.
Смолизациция, это закрепление грунта, с помощью смол невысокой вязкости, способных к полимеризации в порах грунта при температурах в диапазоне от 4 до 10 градусов Цельсия.
Электрохимическое закрепление основано на комбинированном применении электрического тока и специальных химических растворов, которые вводятся в грунт под давлением в тот момент, когда на него накладывается постоянный электрический ток.
Предельное динамическое напряжение сдвига определяет основную составляющую сопротивления течению жидкостей, которое вызвано силами электрохимического взаимодействия, в буровых суспензиях. Иначе данная величина называется - точка Йелда.
Предельное динамическое напряжение сдвига характеризует прочность структурных сеток, которые необходимо разрушить для создания возможности течения буровых растворов. Предельное динамическое напряжение сдвига не находится в зависимости от давления покачивания и одновременно увеличивается с ростом вязкости. Точка Йелда (предельное динамическое напряжение сдвига) всегда обладает большей величиной, чем статическое и является условным понятием, которое не обладает определенным физическим смыслом. Для вычисления данной величины составляют измерения, строят графики и производят расчеты.
В основном понятие предельного динамического напряжения сдвига (Точка Йелда) используется для теоретических разработок, так как на практике произвести определения данных показателей крайне сложно.
Химическое закрепление грунта способом цементизации, это заполнение пустот, крупных пор и трещин в крупноблочных породах, со временем образующее твердую единую массу. Глинизация, в отличие от у цементации, может быть применима для заполнения крупных пустот, только в сухих видах пород, которые после нагнетания раствора впитывают воду из него.
Химическое закрепление путем битуминизации применяют в скальных и полускальных породах, с большим количеством естественных трещин. Способ битумизации состоит в нагнетании расплавленного битума через пробуренные отверстия. Битум, остывая в трещинах, сообщает породам необходимый уровень водонепроницаемости.
Химическое закрепление силикатизаций состоит в том, что в песчаный грунт через металлическую перфорированную трубу поочередно нагнетается раствор силиката натрия и раствор хлористого кальция. В результате реакции - в породах образуется гидрогель кремниевой кислоты, который надежно закрепляет грунт.
Смолизациция, это закрепление грунта, с помощью смол невысокой вязкости, способных к полимеризации в порах грунта при температурах в диапазоне от 4 до 10 градусов Цельсия.
Электрохимическое закрепление основано на комбинированном применении электрического тока и специальных химических растворов, которые вводятся в грунт под давлением в тот момент, когда на него накладывается постоянный электрический ток.
Предельное динамическое напряжение сдвига определяет основную составляющую сопротивления течению жидкостей, которое вызвано силами электрохимического взаимодействия, в буровых суспензиях. Иначе данная величина называется - точка Йелда.
Предельное динамическое напряжение сдвига характеризует прочность структурных сеток, которые необходимо разрушить для создания возможности течения буровых растворов. Предельное динамическое напряжение сдвига не находится в зависимости от давления покачивания и одновременно увеличивается с ростом вязкости. Точка Йелда (предельное динамическое напряжение сдвига) всегда обладает большей величиной, чем статическое и является условным понятием, которое не обладает определенным физическим смыслом. Для вычисления данной величины составляют измерения, строят графики и производят расчеты.
В основном понятие предельного динамического напряжения сдвига (Точка Йелда) используется для теоретических разработок, так как на практике произвести определения данных показателей крайне сложно.