Главная » 2014 » Сентябрь » 30 » Применение суспсензионных полимерных промывочных жидкостей для вскрытия и освоения водоносных горизонтов при бурении гидрогеологических
23:24
Применение суспсензионных полимерных промывочных жидкостей для вскрытия и освоения водоносных горизонтов при бурении гидрогеологических
Применение суспсензионных полимерных промывочных жидкостей для вскрытия и освоения водоносных горизонтов при бурении гидрогеологических скважин
Диссертация
Автор: Барджурак, Римма Федоровна
Название: Применение суспсензионных полимерных промывочных жидкостей для вскрытия и освоения водоносных горизонтов при бурении гидрогеологических скважин
Справка: Барджурак, Римма Федоровна. Применение суспсензионных полимерных промывочных жидкостей для вскрытия и освоения водоносных горизонтов при бурении гидрогеологических скважин : диссертация кандидата технических наук : 04.00.06 Москва, 1984 203 c. : 61 85-5/1459
Объем: 203 стр.
Информация: Москва, 1984
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
1 ПРОМЫВОЧНЫЕ ЖИДКОСТИ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИХ С ПРИЗАБ0ЙН0Й ЗОНОЙ СКВАЖИНЫ
11 Промывочные жидкости, применяемые при бурении гидрогеологических скважин
12 Процессы, происходящие в продуктивном горизонте при бурении скважин с применением промывочных жидкостей
2 РАЗРАБОТКА СУСПЕНЗИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ БУРЕНИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН
21 Требования, предъявляемые к полимерным промывочным жидкостям для бурения гидрогеологических сква
22 Методика и материалы исследований
23 Экспериментальные исследования свойств полимерных растворов с целью выбора основы для создания новых типов промывочных жидкостей
231 Активность водных растворов полимеров к диспергированию глин
232 Влияние полимерных растворов на очистку порового пространства от глинистых частиц
233 Фильтрационные свойства полимерных растворов
24 Методика получения и свойства тонкодиспергированных полимерных суспензионных промывочных жидкостей
241 Промывочная жидкость на основе суспензии модифицированного крахмала
•242 Промывочная жидкость на основе суспензии метаса
243 Полиакриламицная суспензионная полимерная промывочная жидкость
3 КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ СУСПЕНЗИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ЧЕРЕЗ ПОРИСТЫЕ СРЕДЫ И ПОСЛЕДУЮЩЕЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИХ ПРОНИЦАЕМОСТИ
31 Установление зависимости скорости фильтрации суспензионных промывочных жидкостей через пористые среды от содержания в них полимера
32 Изучение кинетики фильтрации полимерных суспензионных растворов при различных градиентах гидростатического давления
33 Восстановление фильтрационных свойств пористых сред после воздействия на них полимерными суспензионными промывочными жидкостями
4 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И СТ1УКТУШ0-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СУСПЕНЗИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
41 Влияние содержания полимера и глины на величину водоотдачи суспензионных полимерных растворов
42 Исследование закономерностей изменения структурно-механических и реологических свойств суспензионных полимерных промывочных жидкостей
43 Коркообразующие свойства полимерных суспензионных растворов
5 ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СУСПЕНЗИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
51 Производственные испытания суспензионных полимерных промывочных жидкостей
52 Расчет экономической эффективности применения промывочной жидкости
ВЫВОДЫ
Введение:
Решениями ХХУ1 съезда КПСС намечено дальнейшее развитие всех отраслей народного хозяйства. При этом особое внимание уделяется добывающим отраслям промышленности, определяющим развитие всей индустрии. Ускоренное развитие добывающих отраслей приведет к росту водопотреоления. При ограниченных ресурсах поверхностных источников для удовлетворения потребностей народного хозяйства в воде большую значимость приобретает использование подземных вод прежде всего за счет бурения скважин. Поэтому необходимо интенсивное развитие и совершенствование технологии бурения гидрогеологических скважин и методов их освоения. Наряду с этим важна разработка новых рецептур промывочных жидкостей, позволяющих сохранить естественную проницаемость пластов при бурении. Особенно актуальны эти задачи для маловодных регионов СССР (Среднее Поволжье, Таджикская и Киргизская ССР, Калмыцкая АССР и др.).
Целью диссертационной работы является разработка новых составов промывочных жидкостей для бурения гидрогеологических скважин, обеспечивающих быстрое и качественное вскрытие и освоение водоносного горизонта.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
• в результате обобщения отечественного, зарубежного опыта наметить пути совершенствования составов промывочных жидкостей и технологии освоения гидрогеологических скважин;
• обосновать качественно новый состав твердой фазы промывочньзх жидкостей, предназначенных для разбуривания неустойчивых песчаных низко- и безнапорных водоносных горизонтов;
• исследовать возможность применения тонкодиспергированных полимеров для получения промывочных жидкостей, выявить и изучить основные факторы, влияющие на свойства полимерных суспензий;
• разработать эффективные рецептуры промывочных жидкостей и методы освоения скважин, пробуренных в низко- и безнапорных водоносных горизонтах.
На защиту выносятся:
• принцип и технология получения суспензионных полимерных промывочных жидкостей, в которых главным кольматирующим и коркообразующим компонентом является не глина, а тонкодисперги-рованные полимеры;
• составы суспензионных полимерных промывочных жидкостей на основе тонкодиспергированных порошков метаса (0,75-1,5%, обработанных щелочью), модифицированного крахмала (3-5%), по-лиакриламида (0,8-1,6%) и воды;
• закономерности изменения структурно-механических, реологических, фильтрационных и коркообразующих свойств суспензионных полимерных промывочных жидкостей ;
• методы химического и ферментного освоения скважин, пробуренных с применением суспензионных полимерных промывочных жидкостей;
• механизм процесса очистки порового пространства от глинистых частиц, седиментировавших из различных полимерных растворов и воды, а также диспергирующие (по отношению к глинистым породам) свойства этих растворов.
Разработаны новые эффективные и достаточно дешевые промывочные жидкости на основе суспензий метаса и полиакриламида и модифицированного крахмала, позволяющие качественно вскрывать водоносные горизонты.
На примере раствора модифицированного крахмала доказана возможность применения суспензионных полимерных промывочных жидкостей, временно кольматирующих водоносные горизонты и коагулирующих выбуренную породу, при бурении гидрогеологических скважин.
Рекомендованы способы освоения скважин, пробуренных с применением суспензионных полимерных промывочных жидкостей. При вскрытии водоносного горизонта с промывкой раствором модифицированного крахмала время освоения скважин сокращается до 30-60 минут при щелочном способе и до 6-12 часов - при ферментном, вместо 2-5 сут при принятых методах освоения скважин.
Разработаны рекомендации по применению созданных растворов при бурении гидрогеологических скважин.
Получены математические зависимости скорости фильтрации созданных и изученных промывочных жидкостей через образцы пород во времени, позволяющие определить ориентировочный фильтрационный расход их при бурении.
Основные положения диссертации изложены и обсуждены на семинарах-совещаниях и школах передового опыта Министерства мелиорации и водного хозяйства РСФСР (г.Волгоград, 1973 г.), Всероссийской школе передового опыта Министерства геологии РСФСР (г.Курск, 1975 г.), семинар-школе по обмену опытом проведения поисковых работ для водоснабжения хозцентров и проектов обводнения пастбищ Министерства геологии КазССР (г.Алма-Ата, 1980 г.).
На составы суспензионных полимерных промывочных жидкостей и способы освоения скважин, разработанные в диссертации, получено два авторских свидетельства (а.с. № 642352, № 969710).
Основные выводы и рекомендации диссертационной работы апробированы и внедрены в Саратовской и Брянской областях РСФСР, Калмыцкой АССР, Туркменской ССР. Разработанные промывочные жидкости были использованы при бурении в течение 1975-1981 гг.>110 скважин, из которых удалось получить дебиты в ^б-З^аза выше, чем у скважин, пробуренных в том же районе на тот же водоносный горизонт, по ранее применяемой технологии. Эксплуатация этих скважин осуществляется успешно. Реальный экономический эффект от применения разработанных рецептур промывочных жидкостей только по Саратовской области составил 114,4 тыс.руб.
I. ПРОМЫВОЧНЫЕ ЖВДКОСТИ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИХ С ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНОЙ СКВАЖИНЫ
Подземные воды, как источник водоснабжения, в настоящее время приобретают все большее значение. Это обусловлено не только возрастающей потребностью в воде, но также и сокращением ресурсов • поверхностных водоисточников /62/. Поэтому в планах развития народного хозяйства предусмотрено значительное увеличение объема работ по бурению разведочных и эксплуатационных гидрогеологических скважин.
При сооружении гидрогеологических скважин основными являются роторный и ударно-канатный способы бурения /22,30,85/. Роторным способом бурят до 80% скважин. Высокие скорости бурения и низкая стоимость работ /30/ делают его более перспективным при сооружении гидрогеологических скважин в рыхлых неустойчивых породах /22/. При этом способе бурения промывка скважин осуществляется различными промывочными жидкостями. Правильный выбор промывочной жидкости, соответствие ее условиям вскрытия водоносного горизонта (продуктивного пласта, продуктивного горизонта), является одним из важнейших требований сохранения устойчивости ствола скважины и естественной проницаемости продуктивного горизонта.
