Обоснование и разработка составов полимерных растворов с добавками реагентов-детергентов для повышения эффективности бурения твердых горных пород

• Автор: Леушева, Екатерина Леонидовна
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 105 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В ТВЕРДЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-- АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
1.1 Общая характеристика прочностных свойств горных пород
1.2 Способы интенсификации разрушения горных пород на
забое скважины
1.3 Анализ существующих методик выбора поверхностно — активных веществ для повышения эффективности разрушения
твердых горных пород
1.4 Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Влияние основных технологических параметров буровых
растворов на буримость горных пород
2.2 Технологические параметры буровых растворов
2.3 Методика планирования и обработки результатов
экспериментальных исследований
Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ НА ЗАБОЕ СКВАЖИНЫ
3.1 Постановка задачи исследования
3.2 Обоснование выбора типа ПАВ в составе буровых растворов
3.3 Разработка методики количественной оценки разупрочняющего действия промывочной жидкости на буримые горные породы
3.4 Оценка эффективности анионактивных ПАВ по разработанной

методике
Выводы по главе
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СТРУКТУРНО-РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
4.1 Рекомендации к разрабатываемым составам полимерных безглинистых растворов
4.2 Разработка составов буровых растворов пониженной плотности
4.3 Исследование влияния температуры на структурно - реологические показатели разработанного бурового раствора
4.4 Исследование разработанного бурового раствора по методике
количественной оценки эффективности разрушения породы
Выводы по главе
ГЛАВА 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И ОПЫТНОПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЛОЖЕННЫМ РАЗРАБОТКАМ
5.1 Стендовые исследования процесса разрушения твердых горных
пород при бурении
5.2 Эколого-экономическая оценка разработанного биополимерного безглинистого бурового раствора
5.3 Опытно-производственная оценка эффективности биополимерного
безглинистого бурового раствора для бурения твердых пород
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. Развитие минерально-сырьевой базы страны, повышение качества и эффективности бурения скважин предполагает освоение все больших глубин разрабатываемых месторождений.
Бурение глубоких скважин требует совершенствования не только техники и технологии буровых работ, но и систем буровых растворов. Технические и экономические показатели бурения во многом зависят от совершенства технологии промывки скважин, состава и свойств буровых растворов, их физикохимической обработки и их соответствия буримым горным породам.
При бурении в твердых горных породах резко увеличиваются энергозатраты на разрушение породы на забое, что снижает эффективность бурения в целом. Особенно этот вопрос актуален при бурении скважин в Тимано-Печорской и Лено-Тунгусской нефтегазоносных провинциях, где геологический разрез представлен твердыми горными породами.
В связи с этим создание композиций полимерных буровых растворов с добавками реагентов - понизителей твердости (детергентов) горных пород представляется весьма актуальной задачей.
Значительный вклад в развитие научных представлений о процессах разрушения горных пород и влияние ПАВ на этот процесс внесли отечественные и зарубежные исследователи Ребиндер П.А., Шрейнер Л.А., Жигач К.Ф., Дихтяр A.A., Криворучко А.М., Синюков Ю.М., Кусов Н.Ф., Таран Р.Н., Дуд-ля H.A., Синев С.В., Шоболова Л.П., Эделынтейн O.A. и др.
Исследованием и разработкой рецептур промывочных жидкостей в разное время занимались Агзамов Ф.А., Ахмадеев Р.Г., Булатов А.И., Ангелопуло
O.K., Гайдаров М.М-Р., Городнов В.Д., Данюшевский B.C., Грей Дж. Р., Дарли Г.С.Г., Маковей H., Николаев Н.И., Овчинников В.П., Рябова Л.И., Рязанов Я.А., Уляшева Н.М., Шарафутдинов 3.3. и др.
Тема диссертации соответствует тематике направлений исследований по Нефтегазовому факультету Горного университета и паспорту научной специ-

напряжения сдвига могут быть больше (для модели Шведова-Бингама) или
меньше (для модели Оствальда - де Ваале), чем реальные [45].

Вязкость ньютоновской жидкости равна —. В случае нелинейно-вязких
сред это отношение называется эффективной (или кажущейся) вязкостью и обозначается символом
У = Т- = 1

(2.3)
Рисунок Бингама и
Скорость сдвига
2.1 - Аппроксимация реальной кривой течения жидкости моделями Шведова-Оствальда - де Ваале: I - модель Шведова-Бингама; II - реальный буровой раствор; III - модель Оствальда - де Ваале
Использование этой величины позволяет рассматривать нелинейную среду как жидкость с переменной вязкостью V, зависящей от скорости сдвига.
Бингамовские жидкости отличаются от ньютоновских тем, что для инициирования течения требуется приложить некоторое конечное напряжение. На рисунке 2.2 [19] показан график консистенции (т.е. состояния - от латинского слова соп81Б1еге - состоять) идеальной бингамовской вязкопластичной жидкости, описываемой уравнением
Т = т0 + 17у, (2.4)
где т0 - динамическое напряжение сдвига - напряжение, необходимое для начала течения жидкости;