Химические реагенты и материалы для буровых растворов

ГЛАВА IV

Химические реагенты и материалы для буровых растворов - часть 1

Химическая обработка имеет важнейшее значение в технологии приготовления и применения буровых растворов. От правильного выбора материалов и реагентов для приготовления бурового раствора в значительной степени зависит успех и качество строительства скважин.

По функциональному назначению все реагенты и материалы можно разделить на несколько групп: структурообразователи, регуляторы водоотдачи, разжижители, флокулянты, коагулянты.

Основным компонентом растворов на водной основе является вода, от солевого состава которой в значительной степени зависит технология приготовления и получаемые свойства бурового раствора.

Наиболее приемлема для приготовления буровых растворов пресная вода, обеспечивающая при прочих равных условиях максимальный выход раствора из 1 тонны глины, вязкость, минимальную водоотдачу и способность к структурообразованию.

Однако, на многих скважинах используется вода, содержащая соли различного типа и различной концентрации. Особенно агрессивной является вода, содержащая ионы Ca и Mg. Перед использованием для технологических целей такую воду предварительно обрабатывают кальцинированной содой в количестве, обеспечивающем остаточное содержание этих катионов в воде не более 100мг/л.

При использовании для приготовления растворов и реагентов воды умеренной минерализации (например, морская вода) очень полезно использовать гидродиспергатор ДГ-1 или ДГ-2. С применением этих устройств можно получить выход раствора из 1 тонны бентонита примерно такой же, как на пресной воде. Конечно, применение кальцинированной соды необходимо и в этом случае.

Ниже приводятся основные характеристики (состав и свойства) основных материалов и реагентов, применяемых ОАО «ИКФ» для приготовления и применения буровых растворов. Эта информация дана в виде сертификатов качества, которые в обязательном порядке прилагаются к поставляемым «ИКФ» материалам и реагентам.

4.1. Материалы и щелочные реагенты

Бентонит

Барит

ИККАРБ-75

ИККАРБ-150

Каустическая сода NaOH

Кальцинированная сода Na₂CO₃

Натрий двууглекислый, сода пищевая NaHCO₃

Известь Ca(OH)₂

ВЫПИСКА ИЗ СЕРТИФИКАТА КАЧЕСТВА ИКФ

БЕНТОНИТ

(Bentonite)

Бентонит широко используется в качестве регулятора вязкости и понизителя водоотдачи в буровых растворах на основе пресной и соленой воды.

Химическая природа

Бентонит представляет собой одну из форм встречающегося в природе глинистого минерала монтмориллонита.

Характеристика продукта

	По стандарту ОСМА/API	Измеренные фактически
Внешний вид	Порошок серо-зеленого цвета
Объемная плотность, кг/м³	800-900	800-900
Удельный вес, г/см³	2,5	2,5
Выход раствора из 1 тн бентонита, м³	не менее 15,5	20,0
Фильтрация по API, мл. за 30 мин	не более 15,0	14,0
Содержание влаги	не более 10	9,8
Сухой ситовой анализ 0,15 мм, Прохождение через сито	-	98,5
Мокрый ситовой анализ, Сито 0,71 мм, остаток на сите, %	не более 4	1,5
Растворимость	Нерастворим в воде, но легко диспергируется и дает светло-серый коллоидный раствор

Назначение

Бентонит повсеместно используется в качестве экономичного регулятора вязкости и понизителя водоотдачи. Он наиболее эффективен в пресной воде, однако также может использоваться в морской воде или рассолах при условии проведения предварительной гидратациии. Сильное загрязнение солями, включая ионы кальция, приводит к загустеванию раствора и росту водоотдачи.

Бентонит можно предохранить от загрязнения примесями с помощью добавления разжижителей или диспергаторов. Эти соединения значительно ослабляют тенденцию к высокотемпературному застудневанию, которую обнаруживают бентонитовые буровые растворы.

Благодаря плоской пластинчатой форме и небольшому размеру составляющих его частиц, бентонит образует растворы, обладающие высокой смазывающей способностью, что понижает моментные нагрузки на бурильную колонну.

Упаковка

Бентонит поставляется в мягких разовых контейнерах (типа Big Bag) массой 800 - 1000 кг или многослойных бумажных мешках весом 40 кг.

По желанию Заказчика может поставляться также в виде гранул.

ВЫПИСКА ИЗ СЕPТИФИКАТА КАЧЕСТВА ИКФ

БАРИТ ОСМА / API

(Barite OCМА/ АРI)

Введение

Барит повсеместно используется в качестве утяжеляющего агента в буровых растворах как на водной, так и на нефтяной основе.

Химическая природа

BaSO₄. Молекулярный вес - 233,4.

Физические и химические свойства

1. Внешний вид	Тонкозернистый порошок светло-серого или бежевого цвета
2. Содержание BaSO₄, %	93 – 95
3. Растворимость	Нерастворим в воде и нефти
4. Удельный вес, г/м³	4,20 - 4,25
5. Щелочноземельные металлы (жесткость по кальцию), %	0,018
6. Содержание влаги, %	0,15
5. Мелкозернистость 200 меш, % 300 меш, %	98 93

Упаковка

Барит поставляется в 1,5 тн МКР.

ВЫПИСКА ИЗ СЕPТИФИКАТА КАЧЕСТВА ИКФ

ИККАРБ-75

(IKСARB 75)

ИККАРБ-75 - (карбонат кальция) используется в качестве утяжеляющего агента для буровых растворов.

Химическая природа

CaCО₃, молекулярная масса = 100 у.е.

Характеристика продукта

Содержание СаСО₃, % масс. > 97

Внешний вид Тонкозернистый кристаллический белый

порошок

Плотность, г/см³ 2,72

Насыпная плотность, кг/м³ 930 - 990

Влажность, % масс., не более 2

Растворимость в 15% растворе HCl, %масс., ³ 99,3

Продукт соответствует спецификации 13 А Американского Нефтяного Института.

Назначение

Кислоторастворимый карбонатный утяжелитель ИККАРБ-75 представляет собой порошкообразный карбонат кальция. Данный реагент применяется для утяжеления буровых растворов при первичном и вторичном вскрытии продуктивного пласта, заканчивании и подземном ремонте скважин.

Данный продукт производится целенаправленно для буровых растворов из мрамора, обладающего высокой стойкостью к механическому разрушению, поэтому он не диспергируется, в отличие от других форм карбоната кальция, и не приводит к увеличению вязкости буровых растворов. Осуществляя первичную кольматацию поровых каналов продуктивного пласта, карбонатный утяжелитель полностью растворяется при последующей кислотной обработке, тем самым предотвращается снижение проницаемости продуктивного пласта.

Применение

Утяжеление производят через гидроворонку до регламентируемой плотности бурового раствора. Максимальное утяжеление до r = 1,4 - 1,5 г/см³.

Расфасовка

ИККАРБ-75 поставляется в разовых контейнерах (типа Big Bags) или в бумажных 4-х слойных мешках по 40 кг.

ВЫПИСКА ИЗ СЕРТИФИКАТА КАЧЕСТВА ИКФ

ИККАРБ-150

(IKCARB 150)

Карбонатный утяжелитель ИККАРБ-150 используется в качестве закупоривающего и утяжеляющего агента для буровых растворов.

Химическая природа

CaCО₃, молекулярная масса = 100 у.е.

Характеристика продукта

Внешний вид Кристаллический белый порошок

Плотность, г/см³ 2,72

Насыпная плотность, кг/м³ 930 - 990

Влажность, % не более 2

Растворимость в 15% растворе HCl > 99,3

Мокрый ситовой анализ,

прошло через сито, % масс.:

сито 100 мкм 77,6

сито 74 мкм 63,2

сито 44 мкм 37,2

сито 38 мкм 30,2

Продукт соответствует спецификации 13 А Американского Нефтяного Института.

Назначение

Кислоторастворимый ИККАРБ-150 представляет собой фракционированный порошкообразный карбонат кальция с максимальным размером частиц 150 мкм. Данный реагент применяется как закупоривающий и утяжеляющий агент при первичном и вторичном вскрытии продуктивного пласта, заканчивании и подземном ремонте скважин. Распределение по размерам частиц таково, что реагент эффективно закупоривает устья пор в большинстве продуктивных пластов, тем самым сводя к минимуму инфильтрацию жидкости.

Применение

Расфасовка

ИККАРБ - 150 поставляется в разовых контейнерах (типа Big Bags) или в бумажных 4-х слойных мешках по 40 кг.

ВЫПИСКА ИЗ СЕPТИФИКАТА КАЧЕСТВА ИКФ

СОДА КАУСТИЧЕСКАЯ

(Caustic Soda)

(NaОH)

Введение

Сода каустическая используется для контроля рН в буровых растворах на водной основе.

Химическая природа

NaОH. Молекулярный вес - 40,0. Очень сильная щелочь.

Физические и химические характеристики

1. Внешний вид	Гранулы белого цвета
2. Растворимость	Растворим в воде до 52%
3. NaОH_,%	мин. 97,0
4. Fe, %	макс. 0,002
5. Na₂CO₃, %	макс. 1,5
6. SiO₂, %	макс. 0,02
7. Азот (N), %	макс. 0,04
8. SO₄, %	макс. 0,002
9. PO₄, %	макс. 0,1
10. Al, %	макс. 0,01
11. Ca и Mg, %	макс. 0,0005
12. K, %	макс.0,025

Продукт соответствует Российскому ГОСТ 4328-77.

Упаковка

Сода каустическая поставляется в 50-кг полиэтиленовых мешках.

ВЫПИСКА ИЗ СЕPТИФИКАТА КАЧЕСТВА ИКФ

СОДА КАЛЬЦИНИРОВАННАЯ

(Soda Ash)

(Na₂СО₃)

Введение

Сода кальцинированная - продукт, используемый для связывания ионов кальция и магния.

Химическая природа

Na₂CО₃. Молекулярный вес - 106,0.

Физические и химические характеристики

1. Внешний вид	порошок белого цвета
2. Массовая доля углекислого натрия, Na₂СО_3,%	мин. 99,0
3. Потеря массы при прокаливании (при t^O 280 - 300 C) , %	макс. 0,8
4. Массовая доля хлоридов в пересчете на NaCl	макс. 0,003
5. Массовая доля Na₂CO₃ в пересчете на непрокаленный продукт	макс. 98,2

Продукт соответствует Российскому ГОСТ 5100-95.

Упаковка

Сода кальцинированная поставляется в 40-кг четырехслойных бумажных мешках.

ВЫПИСКА ИЗ СЕPТИФИКАТ КАЧЕСТВА ИКФ

НАТPИЙ ДВУУГЛЕКИСЛЫЙ

(Сода пищевая)

(NaHCO₃)

Введение

Натрий двууглекислый используется главным образом для удаления ионов кальция при загрязнении раствора цементом.

Химическая природа

NaHCO₃. Молекулярный вес - 84,0.

Физические и химические характеристики

Внешний вид	белый порошок без запаха
Плотность, г/см³	2,16
NaHCO₃_,%	мин. 99,5
Содержание углекислого натрия, %	макс. 0,4
Содержание хлоридов в пересчете на NaCl, %	макс. 0,02
Содержание железа, %	макс. 0,001
Содержание кальция, %	макс. 0,04
Содержание сульфатов в пересчете на Na₂SO₄, %	макс. 0,02
Содержание влаги, %	макс. 0,1
Содержание солей аммония в пересчете на NH₄, %	макс. 0,001
Содержание тяжелых металлов, %	макс. 0,0005

Продукт соответствует Российскому ГОСТ 2156-96, сорт 1.

Упаковка

Натрий двууглекислый поставляется в 50-кг пятислойных бумажных мешках.

ВЫПИСКА ИЗ СЕPТИФИКАТА КАЧЕСТВА ИКФ

ИЗВЕСТЬ

(LIME)

Введение

Известь представляет собой окись или гидроокись кальция. ОАО «ИКФ» применяет в основном карбидную известь, гидроокись кальция, являющуюся побочным продуктом при производстве ацетилена из карбида кальция.

Химическая природа

Ca(OH)₂

Физические и химические свойства

Внешний вид	Светло-серый порошок
Содержание Ca(OH)₂, %	80 – 85
Объемная плотность, кг/м³	250 – 350
Влажность, %	6 –10
Содержание карбида кальция, %	0,6 –0,8
Механические примеси, %	5 – 10

Назначение

Используется для регулирования величины рН и при известковании буровых растворов на водной основе. В растворах на нефтяной основе известь является одним из основных компонентов и используется для повышения активности первичного эмульгатора за счет образования кальциевых мыл жирных кислот.

Упаковка

Известь поставляется в 20-кг многослойных бумажных мешках.

Хранить реагент следует в закрытых помещениях.

содержание .. 1 2 3 4 ..