Особенности транспортирования шлама буровым раствором в горизонтальных скважинах

Июль 21, 2022

Главная
Разное
Особенности транспортирования шлама буровым раствором в горизонтальных скважинах

Содержание

2. Недостаточная очистка ствола скважин от выбуриваемого шлама – это одна из причин осложнений и аварий в
3. Факторы, влияющие на вынос (транспортирование) шлама: Пластическая вязкость Слайд 2
4. Пластическая вязкость: PV = tg α - зависит от угла наклона прямолинейного участка реограммы; - характеризует
5. 2. Предел текучести (YP) – динамическое напряжение сдвига ( ). - характеризует силу, необходимую для того,
6. раствор – это водосодержащий гель – пластинки в нем Эти пластинки ведут себя как магнитики: -
7. 3. Режим течения потока бурового раствора При увеличении расхода раствора меняется режим течения Слайд 6
8. Анализ факторов, влияющих на вынос шлама. Параметр, характеризующий эффективность выноса шлама: Коэффициент выноса: Слайд 7
9. - скорость потока раствора в затрубном пространстве - скорость осаждения частиц Тогда: Или Анализ: Если ,
10. Влияние YP (ДНС) Т.е. чем выше ДНС, тем меньше скорость осаждения. Слайд 9
11. 2. Влияние YP (ДНС) на КПД выноса (очевидно ,%) Слайд 10
12. Для скважин с малыми зенитными углами ( -для увеличения КПД удаления шлама (коэффициент выноса) необходимо: Увеличить
13. PV нужен как можно ниже – нужен вытянутый (очевидно «плоский» профиль – СНС) Слайд 12
14. Очевидно, будет PV тоже ниже; Режим течения – нужен плоский профиль течения потока. Слайд 13
15. При увеличении зенитного угла происходят изменения условий и качества выноса шлама: - на нижней стенке (лежачая)
16. Работает сила тяжести частиц шлама; Изменяется распределение шлама в потоке при его течении; Меняется профиль потока,
17. Механизм транспортирования шлама Эффективность выноса шлама зависит от величины зенитного угла скважины. Диаграмма распределения областей выноса
18. При зенитном угле 0 - 30°: Область 1. Режим потока бурового раствора и шлама в искривленных
19. Слайд 18
20. Область 3. При низких скоростях потока. Медленный вынос шлама, при этом возможно оседание наиболее крупных частиц
21. При зенитном угле 30 – 60 ° Область 4. Шлам поднимается вверх вдоль оси скважины в
22. Область 5. Выноса шлама нет (30 - 60°) – при низких скоростях потока При ламинарном режиме
23. При зенитном угле 60-90°: Область 5. Выноса шлама нет (60-90°) Образуется контакт шламовой подушки и бурового
24. 4. Влияние реологических свойств бурового раствора на вынос шлама. -скорость осаждения шлама в буровом растворе зависит
26. Скачать презентацию

Слайд 2

Недостаточная очистка ствола скважин от выбуриваемого шлама – это одна из

причин осложнений и аварий в скважинах – прихватов бурового инструмента.
В наклонно-направленных (ННС) и горизонтальных скважинах – наиболее высокая вероятность возникновения прихватов.
Частота (вероятность) возникновения прихватов зависит от зенитного угла скважин:
- в скважинах с неискривленным стволом ~1/3 всех прихватов связана с проблемой очистки ствола от шлама;
- в скважинах с большим зенитным углом (более 50 град.) более 80 % всех прихватов связано с проблемой очистки ствола.

Слайд 1

Слайд 3

Факторы, влияющие на вынос (транспортирование) шлама:
Пластическая вязкость
Слайд 2

Слайд 4

Пластическая вязкость: PV = tg α
- зависит от угла наклона прямолинейного

участка реограммы;
- характеризует изменение напряжения необходимого для изменения скорости сдвига раствора;
- больше подача насоса, быстрее движется поток;
- характеризует взаимодействие частиц твердых с жидкой средой;
- чем больше жидкости, тем легче перекачивать раствор.

Слайд 3

Слайд 5

2. Предел текучести (YP) – динамическое напряжение сдвига ( ).
- характеризует

силу, необходимую для того, что бы заставить частицы двигаться;
- характеризует силу, от приложения которой частицы начинают сдвигаться относительно друг друга;
- YP – это напряжение (аналогично давлению);
- силы взаимодействия имеют электрохимическую природу.

Слайд 4

Слайд 6

раствор – это водосодержащий гель – пластинки в нем
Эти пластинки ведут

себя как магнитики:
- отталкиваются друг от друга;
- притягиваются друг к другу (имеющие заряды частички глины)
Как бы связь между пластинками нарушается и идет взаимодействие с частицами шлама

Слайд 5

Слайд 7

3. Режим течения потока бурового раствора
При увеличении расхода раствора меняется режим

течения

Слайд 6

Слайд 8

Анализ факторов, влияющих на вынос шлама.
Параметр, характеризующий эффективность выноса шлама:
Коэффициент выноса:

Слайд 7

Слайд 9

- скорость потока раствора в затрубном пространстве
- скорость осаждения частиц
Тогда:

Или
Анализ:
Если , → идеальная очистка;
Если , → частица витает, нет очистки, нет осаждения;
Если , → нет очистки, есть осаждение.

Слайд 8

Слайд 10

Влияние YP (ДНС)
Т.е. чем выше ДНС, тем меньше скорость осаждения.
Слайд 9

Слайд 11

2. Влияние YP (ДНС) на КПД выноса
(очевидно ,%)
Слайд 10

Слайд 12

Для скважин с малыми зенитными углами
( < 30°)
-для увеличения КПД

удаления шлама (коэффициент выноса) необходимо:
Увеличить скорость восходящего потока;
Увеличить плотность бурового раствора (уменьшается скорость осаждения)
по Риттингеру:
Т.е. при увеличении плотности раствора частица шлама будет витать при меньшей скорости потока;
Увеличить реологические параметры раствора (YP), т.е. (ДНС) = ;
Увеличить частоту вращения бурильной колонны;

Слайд 11

Слайд 13

PV нужен как можно ниже – нужен вытянутый (очевидно «плоский» профиль

– СНС)

Слайд 12

Слайд 14

Очевидно, будет PV тоже ниже;
Режим течения – нужен плоский профиль течения

потока.

Слайд 13

Слайд 15

При увеличении зенитного угла
происходят изменения условий и качества выноса шлама:
- на

нижней стенке (лежачая) ствола концентрация шлама увеличивается;
- получается локальное переутяжеление бурового раствора (> 5%);
- буровой шлам уже не удерживается раствором;
- часть шлама удерживается самим стволом скважины;
- начинают образовываться скопления шлама;
- стабильность выноса шлама (его транспортирование) зависит от величины зенитного угла, т.к.:

Слайд 14

Слайд 16

Работает сила тяжести частиц шлама;
Изменяется распределение шлама в потоке при его

течении;
Меняется профиль потока, получается ассиметричный поток
Меняется несущая способность потока, т.к. меняются реологические свойства, концентрация шлама, профиль потока меняется;
Влияет эксцентриситет инструмента (отклонение от центра оси скважины).

Слайд 15

Слайд 17

Механизм транспортирования шлама
Эффективность выноса шлама зависит от величины зенитного угла скважины.
Диаграмма

распределения областей выноса шлама в кольцевом пространстве при различных значениях зенитного угла:

Слайд 16

Слайд 18

При зенитном угле 0 - 30°:
Область 1.
Режим потока бурового раствора и

шлама в искривленных интервалах (данные Бритиш Петролеум – ВР)

Слайд 17

Слайд 19

Слайд 18

Слайд 20

Область 3.
При низких скоростях потока.
Медленный вынос шлама, при этом возможно оседание

наиболее крупных частиц шлама, в том случае, если скорость потока или реологические параметры недостаточны (например вода без глинсистых частиц или полимеры).
Выноса шлама нет

Слайд 19

Слайд 21

При зенитном угле 30 – 60 °
Область 4.
Шлам поднимается вверх вдоль

оси скважины в виде ряби (дюн). Дюны перемещаются вверх на нижней (лежачей) стенке.
Область 4.
Может наблюдаться плохой вынос шлама – на нижней стенке образуется шламовая постель.

Слайд 20

Слайд 22

Область 5.
Выноса шлама нет (30 - 60°) – при низких скоростях

потока
При ламинарном режиме – практически выноса шлама нет, образуется устойчивая шламовая постель – есть контакт шламовой подушки и бурового раствора (при маловязком растворе).

Слайд 21

Слайд 23

При зенитном угле 60-90°:
Область 5.
Выноса шлама нет (60-90°)
Образуется контакт шламовой подушки

и бурового раствора, возможны затяжки.
Таким образом:
-в области 1 – и угле до 30° высокая скорость течения обеспечивает эффективный вынос шлама по стволу скважины.
-в области 2 – и зенитных углах 30-60° и 60-90° - шлам выносится шорошо, но оскевший шлам образует движущиеся вверх «дюны».
-в области 3 – и зенитных углах 0-30° наблюдается медленный вынос шлама.
-в области 4 – и зенитных углах 30-60° - наблюдается плохой вынос шлама, образуется шламовая постель.
-в области 5 – минимальная скорость потока раствора, выноса шлама нет в интервалах зенитных углов: 0-30°; 30-60°; 60-90°. Шлам оседает в виде осадка или постели.
Надо контролировать и ограничивать механическую скорость проходки в наклонных скважинах, т.к. толстый слой осевшего шлама трудно удалять из скважины (т.е.более высокая КЩ в кольцевом пространстве).

Слайд 22

Слайд 24

4. Влияние реологических свойств бурового раствора на вынос шлама.
-скорость осаждения шлама

в буровом растворе зависит от его вязкости – в вертикальных скважинах;
-при образовании шламовой постели на лежащей стенке скважины с зенитным углом более 30° изменение реологических свойств мало влияет на вынос шлама – мало улучшает вынос шлама;
-маловязкие жидкости наиболее эффективны в скважинах с зенитным углом более 30°, т.к. режим течения этих жидкостей турбулентный и завихрения потока способствуют выносу шлама;

Слайд 23

Особенности транспортирования шлама буровым раствором в горизонтальных скважинах

Содержание

Недостаточная очистка ствола скважин от выбуриваемого шлама – это одна из

Факторы, влияющие на вынос (транспортирование) шлама:Пластическая вязкостьСлайд 2

Пластическая вязкость: PV = tg α- зависит от угла наклона прямолинейного

2. Предел текучести (YP) – динамическое напряжение сдвига ( ).- характеризует

раствор – это водосодержащий гель – пластинки в немЭти пластинки ведут

3. Режим течения потока бурового раствораПри увеличении расхода раствора меняется режим

Анализ факторов, влияющих на вынос шлама.Параметр, характеризующий эффективность выноса шлама:Коэффициент выноса:

- скорость потока раствора в затрубном пространстве - скорость осаждения частицТогда:

Влияние YP (ДНС)Т.е. чем выше ДНС, тем меньше скорость осаждения.Слайд 9

2. Влияние YP (ДНС) на КПД выноса (очевидно ,%)Слайд 10

Для скважин с малыми зенитными углами ( < 30°)-для увеличения КПД

PV нужен как можно ниже – нужен вытянутый (очевидно «плоский» профиль

Очевидно, будет PV тоже ниже;Режим течения – нужен плоский профиль течения

При увеличении зенитного углапроисходят изменения условий и качества выноса шлама:- на

Работает сила тяжести частиц шлама;Изменяется распределение шлама в потоке при его

Механизм транспортирования шламаЭффективность выноса шлама зависит от величины зенитного угла скважины.Диаграмма

При зенитном угле 0 - 30°:Область 1.Режим потока бурового раствора и

Слайд 18

Область 3.При низких скоростях потока.Медленный вынос шлама, при этом возможно оседание

При зенитном угле 30 – 60 °Область 4.Шлам поднимается вверх вдоль

Область 5.Выноса шлама нет (30 - 60°) – при низких скоростях

При зенитном угле 60-90°:Область 5.Выноса шлама нет (60-90°)Образуется контакт шламовой подушки

4. Влияние реологических свойств бурового раствора на вынос шлама.-скорость осаждения шлама

Похожие презентации

Факторы, влияющие на вынос (транспортирование) шлама:
Пластическая вязкость
Слайд 2

Пластическая вязкость: PV = tg α
- зависит от угла наклона прямолинейного

2. Предел текучести (YP) – динамическое напряжение сдвига ( ).
- характеризует

раствор – это водосодержащий гель – пластинки в нем
Эти пластинки ведут

3. Режим течения потока бурового раствора
При увеличении расхода раствора меняется режим

Анализ факторов, влияющих на вынос шлама.
Параметр, характеризующий эффективность выноса шлама:
Коэффициент выноса:

- скорость потока раствора в затрубном пространстве
- скорость осаждения частиц
Тогда:

Влияние YP (ДНС)
Т.е. чем выше ДНС, тем меньше скорость осаждения.
Слайд 9

2. Влияние YP (ДНС) на КПД выноса
(очевидно ,%)
Слайд 10

Для скважин с малыми зенитными углами
( < 30°)
-для увеличения КПД

Очевидно, будет PV тоже ниже;
Режим течения – нужен плоский профиль течения

При увеличении зенитного угла
происходят изменения условий и качества выноса шлама:
- на

Работает сила тяжести частиц шлама;
Изменяется распределение шлама в потоке при его

Механизм транспортирования шлама
Эффективность выноса шлама зависит от величины зенитного угла скважины.
Диаграмма

При зенитном угле 0 - 30°:
Область 1.
Режим потока бурового раствора и

Область 3.
При низких скоростях потока.
Медленный вынос шлама, при этом возможно оседание

При зенитном угле 30 – 60 °
Область 4.
Шлам поднимается вверх вдоль

Область 5.
Выноса шлама нет (30 - 60°) – при низких скоростях

При зенитном угле 60-90°:
Область 5.
Выноса шлама нет (60-90°)
Образуется контакт шламовой подушки

4. Влияние реологических свойств бурового раствора на вынос шлама.
-скорость осаждения шлама