Стабильность выражается в разности плотностей нижней и верхней частей раствора, отстоявшегося в течение 24 часов.
Прибор для определения стабильности представляет собой металлический цилиндр со сливным патрубком в середине. После суточного отстоя ареометром замеряют плотности нижнего и верхнего слоя раствора и высчитывают разность показаний.
Чем меньше расхождение плотностей, тем стабильность раствора выше. Стабильным считается раствор с разностью 0,02-0,03 г/см3.
Седиментация. Под влиянием ряда факторов: добавки химреагентов-электролитов, попадания пластовых вод, воздействия температуры дисперсная фаза раствора может выпадать в осадок. Это явление называется седиментацией.
Показатель седиментации определяют количеством дисперсной фазы: бентонита, химреагентов, утяжелителя, отстоявшейся из раствора в стеклянном мерном цилиндре за 24 часа.
Суточный отстой стабильного раствора не должен превышать 3-4 %. Стабильность и суточный отстой измеряют при температурах, соответствующих температурам раствора в скважине.
Концентрация газа. Пробы для определения содержания газа в растворе отбирают в начале желобной системы и измерения производят сразу же у желоба.
Для оперативного контроля газовой фазы буровых растворов в циркуляционной системе буровых установок используют прибор ПГР-1. Принцип работы прибора основан на свойстве газов сжиматься под действием избыточного давления.
Превышение фонового содержания газов в естественных условиях на 5 % считается опасной концентрацией. Например, сероводород, который может присутствовать в растворе, при объемной концентрации 0,1% является ядом, а при 4,3% — взрывоопасен.
Показатель рН или водородный показатель отражает степень кислотности или щелочности раствора.
Как известно, нейтральной среде соответствует pH = 7. При щелочной среде 7 <pH <= 14. При кислой - 1 <рН <= 7.
Добавка кальцинированной соды (Na2CO3) смягчает воду для приготовления бурового раствора и создает хорошие условия для распускания бентонита.
В растворах с оптимальным показателем pH = 8,5-10 образуется щелочная среда, в которой эффективно работают ингибиторы коррозии и большинство полимеров. Для достижения этих значений в 1 м3 воды растворяют от 1 до 2,5 кг кальцинированной соды.
Но с дальнейшим ростом pH увеличивается вероятность нарушений устойчивости стенок скважин в глинистых породах. Затрудняется удаление глины из раствора. Снижается естественная проницаемость песчано-глинистых коллекторов из-за уменьшения поровых каналов.
Для, измерения водородного показателя может быть использована индикаторная бумага или лабораторный рН-метр-милливольтметр.
Работа прибора основана на преобразовании электродвижущей силы электродной пары в постоянный ток, пропорциональный измеряемой величине.
Сущность измерения индикаторной бумагой заключается в сравнении цвета индикаторного образца, смоченного буровым раствором, с эталонами.
Контроль параметров бурового раствора выполняют с определенной периодичностью в зависимости от сложности бурения и геологических условий. Плотность и условную вязкость измеряют каждые два часа при нормальных условиях бурения и ежечасно при осложнениях. Определение всех реологических свойств раствора производят один раз в смену или чаще в случае существенных изменениях основных параметров.
Пробы для измерения плотности, условной вязкости, водоотдачи, СНС и других параметров отбирают на выходе из очистного блока. Измерения этих параметров производят в специально отведенном помещении - лаборатории.
Лаборатория на буровой — это специально оборудованный по индивидуальному заказу передвижной комплекс, состоящий из следующих помещений:
- помещение для лабораторных работ;
- рабочее помещение специалистов;
- обеденное помещение;
- зона отдыха.
Инженер по буровым растворам — это специалист, выполняющий разработку, контроль и управление процессами, связанными с применением буровых растворов.
Лаборант-коллектор на буровой — это член буровой бригады, который производит химобработку и замер параметров бурового и цементного растворов в процессе бурения и крепления скважины.
То есть инженер занимается технологией, а лаборант-коллектор — контролем качества буровых и цементных растворов.
Сегодня контроль параметров буровых растворов практически на всех буровых РФ осуществляется специалистами по растворам сервисных компаний. Полный анализ параметров раствора в зависимости от количества персонала, скорости проходки, сложности или важности скважины проводится от 2 до 6 раз в сутки. Замеры плотности и условной вязкости могут выполняться буровой бригадой с большей частотой для оперативного корректирования.
Но при постоянно растущей скорости бурения, сложности скважин данной частоты замеров недостаточно. Высока вероятность осложнений, которые могут возникнуть за время с момента выявления отклонения какого-либо параметра и до его полного восстановления к проектному значению. Время реакции с учетом обработки значительных объемов раствора может составлять от 6 до 8 часов. За это время некондиционный раствор может стать причиной осложнений.
Комплексы непрерывного мониторинга параметров бурового раствора - эффективное решение данной проблемы.
Системы непрерывного мониторинга являются относительно новыми разработками. Первые эксплуатационные комплексы появились в 2016–2017 годах.
В настоящее время на нефтесервисном рынке представлены несколько видов этого оборудования от ведущих мировых поставщиков технологий.
Начало статьи здесь: «Параметры бурового раствора».