Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе Соловьев Владимир Михайлович

Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе
<
Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Соловьев Владимир Михайлович. Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе : ил РГБ ОД 61:85-5/5026

Содержание к диссертации

Введение

1. Осложнения, вызванные неустойчивостью ствола скважин 9

1.1. Осложнения при бурении скважины площади Серноводская 17

1.2. Краткая геологическая характеристика 17

1.3. Анализ осложнений в скважине Серноводская 20

2. Методика приготовления глинистых образцов 33

2.1. Анализ кернов и шлама, "отобранных из неустойчивых отложений Майкопа 33

2.2. Анализ саригюхсного бентонита 44

2.3. Компрессионный метод приготовления глинистых образцов 46

2.4. Сравнительные данные искусственных глинистых образцов и кернов 51

3. Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы растворов на угле водородной основе (РУО) 56

3.1. Основные методы исследований (литературный обзор) 56

3.2. Методика исследования влияния РУО на физико-механические показатели глинистых образцов.. 65

3.3. Состав и свойства растворов на углеводородной основе 72

3.4. Влияние РУО на прочность глинистых образцов 78

3.5. Взаимодействие РУО с глинами в условиях, приближенных к забойным 89

3.5.1. Методика и установка для исследования разупрочняющего действия на глинистые породы РУО 89

3.6. Влияние инвертных эмульсий на скорость деформации стенок искусственной скважины 101

3.6.1. Влияние инвертных эмульсий на влажность глинистых образцов 107

3.6.2. Исследования ионного состава глины в зоне контакта с РУО 121

3.6.3. Определение глубины проникновения углеводородов в глину с использованием люминесцентного анализа 127

4. Исследования дисперсионных сред руо и их влияния на физико-механические свойства глинистых пород 130

4.1. Исследование фильтратов РУО 130

4.2. Методика и установка исследований разупрочнения глинистых образцов в дисперсионной среде РУО 134

4.3. Влияние состава дисперсионной среды РУО на пропитку глинистых образцов и их прочность 138

4.4. Компонентный состав высокоокисленного битума и его сорбция на глине 157

4.5. Основные требования к дисперсионной среде РУО 167

5. Промышленные испытания иер и эмульжеда

Выводы 186

Литература 187

Введение к работе

Экономическая мощь нашей страны и уровень благосостояния народа во многом определяются темпами развития нефтяной и газовой промышленности.

Выполнение задач, поставленных ШТ съездом КПСС перед нефтяной и газовой промышленностью, требует значительного увеличения объемов бурения, повышения эффективности буровых работ, сокращения различного рода осложнений.

Наибольшее число осложнений и аварий связано с разбурива-нием неустойчивых глинистых пород. Борьба с осложнениями, вызванных неустойчивостью глинистых пород, представляет сложную научно-техническую проблему. В решение этой проблемы большой вклад внесли Ангелопуло O.K., Байдюк Б.В., Войтенко B.C., Ву-гин Р.Б.,Городнов В.Д., Леонидов В.И., Леонов Е.Г., Липкес М.И, Мухин Л.К., Михеев В.Л.,Новиков B.C., Пеньков А.И.,Сеид-Рза М.К, Стрелец Г.А., Фараджев А.А.,Фаталиев М.Д.,Яремийчук Р.С. и др.

Возникающие при этом трудности связаны с недостатком информации о физико-механических и физико-химических свойствах разбуриваемых пород и величине испытываемых ими напряжений. При взаимодействии с буровыми растворами существенно изменяются прочностные свойства горных пород, что в значительной степени определяется природой бурового раствора.

В последнее время достигнуты большие успехи в химии буровых растворовпредназначенных для бурения скважин в сложных геологических условиях. Разработан различного вида ингибированные растворы, но осложнения при бурении в неустойчивых глинах остаются.

Снижение прочности глинистых пород на стенках скважины происходит в основном за счет их увлажнения. Для предотвращения ув- - б - лажнения горных пород были применены растворы на углеводородной основе (РУО).

Первые разработки РУО относятся к началу пятидесятых годов. Успешное применение известково-битумного раствора (ИБР) при бурении скважин на площадях Башкирской АССР открыло путь к внедрению РУО в различных районах страны. С помощью этих растворов успешно решаются проблемы стабилизации стенок скважины в неустойчивых отложения горных пород, бурения глубоких скважин с высокими забойными температурами, в условиях сероводородной агрессии и рапопроявлений, качественного вскрытия продуктивных коллекторов.

Положительный опыт применения РУО при бурении скважин в хемогенных отложениях, где применение буровых растворов на водной основе не эффективно, укрепил мнение об их универсальности и инертности в отношении горных пород.

Однако, при бурении скважин в малоизученных районах имели место тяжелые осложнения из-за неустойчивости стенок скважины (Предгорья Северного Кавказа, Поволжье и др.). Это потребовало постановки исследований по выявлению причин, вызывающих разупрочнение глинистых пород при промывке углеводородными растворами. Такая задача была поставлена впервые. Экспериментальных исследований по влиянию РУО на устойчивость горных пород практически не было. Б данном случае под термином "устойчивость" понимается потеря прочности пород вследствие физико-химических и механических явлений в скважине, заполненной буровым раствором.

Для исследования разупрочняющего действия на глинистые породы РУО, необходим объект исследований. С участием автора из зон осложнений (майкоп) с промывкой ИБР были отобраны керн и шлам. Глинистый материал был исследован литологическими методами в следующей последовательности : петрографические исследования, рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия. Анализ результатов исследований позволил разработать ме-тодику приготовления искусственных образцов неустойчивых глинистых пород, отличающихся от ранее известных тем, что они по минералогическому составу, внутреннему строению наиболее близки к породам в реальных условиях их залегания.

Методы и аппаратура, применяемые для исследования разупрочнения глинистых пород в среде буровых растворов на водной основе, оказались мало пригодными для растворов на углеводородной основе. Нами разработаны методы и аппаратура для исследования разупрочняющего действия на глинистые породы РУО в условиях, приближенных к забойным. Физико-химическое взаимодействие буровых растворов с горной породой приближено к реальным путем устранения продольной деформации глинистого образца и увеличения продолжительности опытов до 3 суток и более.Это позволило установить, что разупрочнение глинистых пород при контакте с инвертными эмульсиями происходит главным образом в результате непосредственного контакта водной фазы (Независимо от ее минерализации) с глиной.

Для предотвращения непосредственного контакта водной фазы РУО с глинистыми породами впервые предложено обрабатывать их реагентами, способными в зоне контакта раствор-глина создавать защитный слой, предотвращающий или затрудняющий поступление жидких компонентов в породу. Приведены результаты и методы исследований адсорбции маслорастворимых ПАВ на бентонито- вой глине, находящейся в напряженном состоянии. Показано влияние солюбилизированной воды в фильтратах РУО на разупрочнение глинистых пород.

Разработаны методы контроля разупрочняющего действия на глинистые породы РУО и их дисперсионных сред, основанные на определении коэффициента разупрочнения глинистых образцов -VL и скорости деформации стенок искусственной скважины.

Ба базе выполненных исследований создан агрегативно устойчивый буровой раствор - эмульжел, обладающий наименьшим разупрочняющим действием на глины в сравнении с известными инвертными эмульсиями.

Промышленные испытания МБР и эмульжела при бурении неустойчивых глинистых пород показали эффективность научных разработок. - "9 -

Краткая геологическая характеристика

Площадь Серноводская объединения "Грознефть" входит в Терско-Сунженский нефтегазоносный район. Этот район связан; с западной частью Терско-Каспийского передового прогиба и включает зону передовой складчатости северо-восточного Кавказа и геосинклинальный борт прогиба. В современном геоструктурном плане передовой прогиб представляет собой глубоко прогнутую часть северного склона Кавказа / 27,57 / .

В южной части прогиба,параллельно Кавказскому складчатому сооружению, выделяется Терский и расположенный несколько южнее Сунженский крупные анашклинории. Антиклинории разделяются Ал-ханчуртской и Петропавловской синклиналями. Все складки, входящие в состав Терского и Сунженского антиклинориев, по поверхности третичных отложений характеризуются исключительно сложным геологическим строением / 27 /

Вскрываемые на Серноводской площади разрезы подразделяются на 5 зон (рис.І.І).; 1.2.)

Зона I включает трещиноватые карбонатные породы верхнего мела и терригенные коллекторы нижнего мела. Для верхнемеловых залежей характерны АЕОД - градиенты давлений составляют 0,014-0,017 (МПа) /м.

Зона П сложена глинистой и алеврито-глинистой толщей пород майкопских (олигоцен - нижний миоцен) и нижнечокракских отло жений (средний миоцен). Поровые давления флюидов в глинах и пластовые давления в песчано-алевритовых толщах этой зоны также аномально высокие. Градиенты давлений достигают 0,016-0,023 (МПа) /м.

Зона Ш включает верхнєчокракско-караганские (средний миоцен) и нижне-среднесарматсние отложения и представлены глинами с прослоями песчаников. Градиенты пластовых давлений не превышают 0,013 (МПа) /м.

Зона ІУ охватывает верхнесарматские глины, которые также характеризуются высокими поровыми давлениями.

Зона У представлена терригенной фацией плиоценовых и современных отложений с нормальными пластовыми и поровыми давлениями.

В результате дизъюнктивных дислокаций, складкообразования, опускания разделенных сбросами блоков (рис.1.3) возникли нарушения в текстуре и структуре глинистых пород Майкопа с одновременным развитием внутренних напряжений (стрессовое состояние) / 7,24,84,86,104/. Такие глины как правило относительно сухие в результате отжатия свободной воды, кливажированы. /48,87,88/.

Бурение скважин в прибортовом блоке Сунженского прогиба с применением буровых растворов на водной основе сопровождается тяжелыми осложнениями из-за нарушения устойчивости глинистых отложений. Скважина І2 20 Серноводская после спуска 426 мм кондуктора на глубину 349 м и цементирования его до устья бурилась с применением глинистого раствора до глубины 3547 м. Рецептура глинистого раствора для промывки скважины была разработанаСевКавНЖШнефть. Контроль за состоянием раствора в скважине осуществлялся СевКавНИІШнефть и лабораторией глинистых растворов объединения "Грознефть".

При бурении отложений чокрана и верхнемайкопских слоев возникли серьезные осложнения, вызванные неустойчивостью ствола скважины. Спуск и подъем бурильного инструмента сопровождались постоянными посадками, проработками и затяжками. Плотность глинистого раствора в процессе бурения постоянно увеличивали в связи с ухудшением проходимости бурильных труб. Перед спуском технической колонны для сохранения в устойчивом состоянии ствола скважины плотность раствора была повышена до 1620 кг/м3. Ствол скважины был тщательно проработан перед спуском технической колонны диаметром 339,7 мм.Однако, при креплении интервала 349-3507 м техническая колонна из-за прихвата не дошла до проектной глубины и была установлена в интервале 0-І5І7 м. В соответствии с этим была изменена глубина спуска промежуточной технической колонны диаметром 273 мм ("хвостовик") - 1381-3462 м, вместо 3300-4500 м по проекту. Бо время цементирования "хвостовика" весь цементный раствор вышел выше"головы"колонны через левый разъединитель, установленный на глубине 1381 м. Б связи с отсутствием цемента за колонной было произведено це центирование "головы" колонны под давлением на поглощение 7 62 /.

Для предотвращения осложнений в процессе дальнейшего бурения скважины под колонну диаметрами 219 х 245 мм (3507-5205 м) был применен известково-битумный раствор (ИБР). Основная цель применения ИБР в том, чтобы сохранить в устойчивом состоянии породы майкопских отложений, увеличить выход из-под башмака - 23 -предыдущей колонны и тем самым получить запас по диаметру и упростить конструкцию скважины, обеспечить спуск технических колонн без осложнений до проектных глубин, повысить технико-экономические показатели работы долот, вскрыть продуктивные пласты и получить керн с естественной влажностью.

Перед переходом на промывку скважины ИБР в башмаке "хвостовика" был установлен цементный мост и колонна опрессована на давление 20 МПа. Опрессовка производилась глинистым раствором плотностью 1620 кГ/м3. Опрессовка показала, что колонна герметична.

При замене в скважине глинистого раствора на ИБР Карабулак-ским УБР была допущена ошибка, которая заключалась в том, что глинистый раствор вначале был заменен на воду с целью промывки скважины до "чистой воды". В связи с этим колонну "хвостовика" смяло. Затем вода в скважине была заменена на ИБР. Колонну выправили оправками в интервале 2731-2801 м последовательным пропуском оправок диаметром 203, 212, 205, 235, 240 и 245 мм.

Анализируя состояние скважины перед началом бурения на ИБР, можно сделать следующие выводы :1) Техническая колонная диаметром 339,7 мм не была спущена до проектной глубины из-за прихвата первой секции и перекрыла интервал 349-1517 м.2) Техническая колонна -"хвостовик" диаметром 273 мм вместо проектной глубины спуска 3300-4500 м была установлена в интервале 1381-3462 м.3) Б интервале спуска "хвостовика" неустойчивое состояние породы на стенках скважины вызывало постоянное сужение ствола, что потребовало в течение 30 дней производить постоянные про

Анализ саригюхсного бентонита

Бентонитовая глина Саригюхского месторождения по паспортным данным представляет собой набухающую глину, содержащую 60-65$ монтмориллонита. Минералогический состав Саригюхского бентонита, а также структура минерала были исследованы по принятой методике (см.раздел 2.1.), то есть проведен петрографический анализ образцов в шлифах и рентгеноструктурный анализ.

Петрографическое исследование шлифов показало, что соотношение минеральных компонентов в образцах Саригюхского бентонита очень близко к образцам майкопских глин, а именно : монтмориллонита (в основном) 60$, остальных примесных компонентов - хло-рита, каолинита примерно 20$ ; имеется примесь кварца и карбоната ; рудная примесь типа магнетита и двуокиси титана. Характер пористости идентичен с майкопскими глинами (трещиноватая).

На рис. 2.5. представлена дифрактограмма саригюхского бенто нита. Как видно из рисунка, основные рефлексы, соответствующие натриевому монтмориллониту, имеют положение 128 нм ; 40,9 нм и 30jl! дм,то есть практически совпадают с основными рефлексами майкопской глины.

Следовательно, по своему кристаллическому строению монтмориллонит саригюхского бентонита практически одинаков с монтмориллонитом майкопского бентонита.Проведенные исследования подтвердили возможность использования саригюхского бентонита в качестве материала для получения искусственных образцов неустойчивых глинистых отложений Майкопа.

Для оценки влияния буровых растворов на устойчивость глинистых пород, находящихся в объемно-напряженном состоянии, широко применяются искусственные модели приствольной зоны, обоснованные в 1939 году Г.П.Покровским и И.С.Федоровым. Эти модели, по-видимому, хорошо воспроизводят характер напряжений, действующих в приствольной зоне скважин, при сохранении физико-химических и физико-механических свойств пород, без учета их изменения при взаимодействии с буровым раствором. Контакт с буровым раствором, сильно снижающим прочность породы, приводит к изменению напряженного состояния образцов и появлению вертикальных деформаций, чего не бывает в реальных условиях.

Для устранения отмеченного недостатка целесообразно изучать взаимодействие буровых растворов с породами на образцах значительно больших размеров. Вполне приемлемыми оказались образцы с наружным диаметром 100 мм, диаметром промывочного отверстия 14 мм, высотой 40 мм. Образцы готовятся прессованием глинопорош-ка заданных гранулометрического состава и влажности. Для этого предложено использовать шлам, отобранный при бурении в неустойчивых породах (майкопская глина) с промывкой растворами на углеводородной основе или глинистый материал, близкий к этим породам по минералогическому составу - саригюхский бентонит.

Образцы шлама, отобранные из неустойчивых отложений мацкопа, обрабатывают спирто-бензольной смесью в аппарате Сокслета, сушат при Ю5С до постоянной массы, измельчают в шаровой мельнице и просеивают. Отбирается фракция 0,064-0,074 мм и выдерживается над жидкостью с заданной упругостью паров воды (смесь) для сохранения постоянной влажности глины, равной 7%.

Для приготовления глинистых образцов диаметром и высотой 40 мм (для испытания в среде РУ0 методом автоклавирования) используется матрица со съемными внутренними вкладышами конструкции Г,А.Стрельца / 85 /. Внутренняя поверхность вкладышей и пуансоны шлифованы. Для уменьшения силы трения глины с металлом перед прессованием на внутреннюю поверхность матрицы наносится тонкий слой кремнеорганической смазки. Затем во внутреннюю полость матрицы засыпается определенная навеска глинопорошка и с помощью гидравлического пресса через пуансоны прессуется. Уровень нагрузки прессования выбирается с учетом сил трения глины о металл. Увеличение нагрузки прессования до заданной осуществлялось со скоростью I МПас . Нагрузка прессования поддерживается постоянной с помощью дроссельного вентиля пульта управления гидравлического пресса. По окончании прессования нагрузка плавно снимается. Вкладыши из матрицы выпрессовываются и глинистый образец извлекается.

С целью нахождения оптимальных режима прессования и фракционного состава глины для приготовления образцов неустойчивых глинистых отложений Майкопа выполнены исследования влияния нагрузки, времени прессования и гранулометрического состава глины на предел прочности образцов и их пористость. Результаты исследований приведены на рис.2.6., 2.7. Их этих данных следует, что если ориентироваться только на определенные значения механической прочности образцов и пористости, то вариантов получения таких образцов множество. Из этого множества вариантов необходим только тот, который позволяет получать образцы по физико-механическим показателям и текстуре, близкими к естественным кернам. Таким условиям удовлетворяют образцы, полученные прессованием глинопорошка фракции 0,064-0,074 мм, влажностью 7%, при удельной нагрузке прессования, равной 250 МПа в течение 40 мин. Таким же образом получены образцы диаметром 100 мм.

По рекомендациям, данным в работе / 37 / образцы для релаксации внутренних напряжений на одни сутки помещаются в эксикатор.

Часть образцов из каждой партии испытывается в комнатных условиях на разрушение методом одноосного сжатия для определения по деформационным кривым пределов прочности, текучести, модуля упругости, коэффициента пластичности с целью контроля пригодности их для проведения исследований (см.раздел 2.4.).

Разброс прочностных показателей образцов, рассчитанный по среднеквадратичной ошибке, не превышает 8%. В табл.2.3. приведены физико-механические характеристики кернов искусственных образцов,полученных прессованием глинопорошка майкопской глины и саригюхского бентонита.

Состав и свойства растворов на углеводородной основе

Б работе использованы наиболее широко применяемые в практике бурения рецептуры растворов на углеводородной основе :- известково-битумный раствор (ИБР), разработчик МЙНХ и Шим.И.М.Губкина ;- гидрофобно-эмульсионный раствор на основе ИБР - разработчик

МИНХ и Ш им.И.М.Губкина /46 /;- гидрофобно-эмульсионный раствор, стабилизированный железными мылами окисленного петролатума ("эмульжел"), разработчик МИНХ и Ш им.И.М.Губкина и ВНЖБТ / ДО /, - гидрофобно-эмульсионный раствор (ГЭР), разработчик УкрГИПРО-НИИнефть ; - 73 - высококонцентрированный инвертно-эмульсионный раствор(БИЭР-3), разработчик ВНИИБТ.

Гндрофобно-эмульсионные растворы готовились с соотношением углеводородной и водной фаз 50:50, затем утяжелялись до требуемой плотности. ВЙЭР-3 готовился по рецептуре ВНИИБТ. Водной фазой растворов являлся 40 -ный раствор хлористого кальция. Компонентный состав растворов на углеводородной основе приведен в табл.3.2.

Испытуемые растворы после приготовления термостатировались при 150С для достижения постоянства их свойств. Термостойкость растворов определялась путем автоклавирования при температурах до 150С и гидравлических давлениях до 60 МІа в течение суток.

При отсутствии обращения фаз и выпадения твердой фазы, испытуемый раствор считался термостойким. После охлаждения замерялись следующие параметры растворов :- плотность, кГ/м3 (пикнометрически),- условная вязкость, с. (по воронке Xf= 200 см3)- эффективная вязкость, мїїа.с,- пластическая вязкость, мПа.с,- динамическое напряжение сдвига, Па на приборе ВСН-3,- статическое напряжение сдвига, Па - на приборе СНС-2,- фильтрационные потери и электростабильность - на приборе конструкции МИНХ и ІЇЇ им.И.М.Губкина,- фильтрация определялась при перепаде давления 2,5 МПа за 30 минут.

Параметры растворов после термостатирования приведены в табл.3.3. Плотность, условная вязкость, минерализация водной фазы, струк - 74 турно-механические показатели испытанных растворов одинаковы или близки. Агрегативную устойчивость определяли по величине критического напряжения электропробоя ( UKp). (!КТ) характеризует состояние эмульсии в момент изменения ее агрегативной устойчивости / 45 /.

ГЭР и обратные эмульсии на базе ИЕР имеют меньшие значения Ц Нр чем ЙБР и эмульжел. Высокая агрегативная устойчивость эмульжела получена за счет образования на границе раздела фаз железных мыл окисленного петролатума, получаемых в момент приготовления эмульсии / 106 /.

Из данные представленных в табл.3.2 и 3.3 видно, что с увеличением содержания дисперсной фазы в эмульсии агрегативная устойчивость ее уменьшается. Это уменьшение вызвано кинетическим фактором - увеличением числа столкновений водяных глобул с одной стороны, а с другой - уменьшением толщины углеводородных прослоек / 19 /.

Фильтрация МЕР изменяется от 0 при комнатной температуре до 20 см3 при 150С. йгсокие значения фильтрации ЙЕР выбраны с целью изучения влияния фильтрационных потерь РУО на разупрочнение глинистых пород. Показатели фильтрации инвертных эмульсий в том же интервале температур близки между собой.

Для изучения влияния количества воды в РУО на разупрочнение глинистых пород, ее содержание изменялось от 0 до 10%. Контроль водосодержания проводился путем отгонки воды на приборе Дина и Старка (ГОСТ I594-69E) / 78 /.

Таким образом, из представленных данных видно, что испытуемые растворы термостабильны до 150С, что служит основанием пригодности их для проведения исследований влияния на устойчивость горных пород.

Методика и установка исследований разупрочнения глинистых образцов в дисперсионной среде РУО

Для исследования влияния фильтратов РУО на физико-механические свойства глинистых образцов создана установка, представляющая собой усовершенствованную модель установки Леонова Е.Г. -Бойтенко Б.С. / 44 /. Б отличие от установки Леонова Е.Г. и Бойтенко B.C., в предлагаемой установке введено дополнительное приспособление, позволяющее изучать кинетику заполнения норового пространства модельного керна фильтратом бурового раствора. Последнее очень важно при исследовании процессов физико-химического взаимодействия фильтратов РУО с горными породами. Упрощена конструкция установки за счет исключения рычажного пресса.

Схема установки представлена на рис.4.1 Установка состоит из металлического стакана, в котором находится исследуемый образец горной породы. Вертикальная нагрузка на образец передается через шток с помощью гидравлического домкрата. Домкрат позволяет легко создавать необходимые нагрузки, которые длительное время сохраняются без изменений. Величина нагрузки на образец определяется по образцовому манометру, соединенному с гидросистемой домкрата. Стакан имеет металлическую крышку, которая герметично его закрывает с помощью крепежных болтов. В качестве уплотнительного материала используется фторпласт. На наружной поверхности стакана сделана терморубашка, которая резиновыми шлангами соединена с ультратермостатом. В нижней части стакана имеется ввод для микробюретки / 33 /.

Для оценки разупрочняющего действия дисперсионной углеводородной среды РУО на глины необходимо использовать глинистые образцы с известным минералогическим составом и с известной постоянной структурой и текстурой. Методика получения таких образцов - модельных кернов - приведена во втором разделе.

Перед проведением опытов в образцах высверливается осевое миллиметровое отверстие. Ответное отверстие имеется в нажимном штоке. Эти отверстия предназначены для выхода воздуха из пор глины при пропитке их углеводородными жидкостями. Образец устанавливается по центру металлического стакана и центрируетсяс помощью выточки. і Затемустанавливаются уплотнительные крышки со штоком. С помощью домкрата на образец создается нагрузка.

Уровень напряжений на образец в опытах был постоянным и составлял 0,5 от прочности керна на одноосное сжатие. Далее включается ультратермостат и образец вместе с металлическим стаканом нагревается до температуры опыта. В наших исследованиях температура опытов составляла 80С. При этой температуре маелорастворимые ПАВ (окисленный петролатум, украмин, высоко-окисленный битум) равномерно распределяются в объеме дизельного топлива.

При достижении заданной температуры, которая контролируется с помощью ртутного термометра, металлический стакан заполняется исследуемой жидкостью, предварительно нагретой до той же температуры. Для этого жидкость заливается в воронку микробюретки, краник капилляра закрыт, а краник 5 верхней крышки стакана открывается. Как только из краника 5 начнет вытекать жидкость, он тут же перекрывается и устанавливается уровень жидкости в капилляре микробюретки на нуле. Цена деления калибровочного капилляра составляла 0,01 мл. По капилляру от-считывается количество жидкости, поступившей в образец.

Результаты опытов обрабатываются графически. По оси ординат откладывается скорость пропитки (см3/мин), по оси абсцисс время в минутах.

Затем определяется прочность глинистых образцов на одноосное сжатие в зависимости от времени их пропитки. Везульта ты опытов обрабатываются графически. По оси ординат откладывается прочность образцов, по оси абсцисс - время опытов.

Предлагаемая установка позволяет исследовать влияние скорости пропитки образцов горных пород углеводородной жидкостью на их прочность. Разупрочняющее действие углеводородных жидкостей на глины контролировали определением IL (отношение прочности образца, изолированного от раствора, к его прочности после выдержки в растворе). Погрешность опытов, оцениваемая коэффициентом вариации / 20 /, составляет 6$. Для получения достоверных результатов на одну точку опыта испытывается 3 образца.

Фильтраты РУО, как правило, содержат в своем составе дизельное топливо. Поэтому в первую очередь была исследована пропитка кернов так называемым чистым дизельным топливом, не содержащим дополнительно вводимых компонентов РУО. Физико-химические характеристики дизельного топлива показаны в табл. 4.3.

Похожие диссертации на Разработка методов контроля разупрочняющего действия на глинистые породы буровых растворов на углеводородной основе