Предмет і завдання курсу, його наукові основи. Мета навчально дисципліни є формування у студентів знань з теоретичних і технологічних навичок знань з технології приготування та очистки бурових технологічних рідин, буферних рідин і тампонажних розчинів, промивання і цементування свердловини, необхідних для професійної діяльності інженера-технолога зайнятого в основному або допоміжному виробництві бурових підприємств та підприємств з капітального ремонту свердловин і науково-дослідних організацій. Знання та навички, надбані студентом при вивченні даної дисципліни, необхідні йому для подальшого вивчення спеціальних дисциплін, при курсовому проектуванні та виконанні магістерської роботи, у повсякденній виробничій діяльності.
Завдання навчальної дисципліни є навчити студентів технологій приготування бурових технологічних рідин, контролю та вимірювання параметрів промивної рідини та їх регулювання в процесі проводки стовбура свердловини, аналізу буферних рідин та матеріалів для цементування свердловини з метою застосування їх при професійній діяльності у процесі буріння та капітального ремонту свердловин.
Основні поняття та функції бурових промивних рідин Перевірка технологічних властивостей промивальної рідини. Глинисті матеріали та глинопорошки. Визначення необхідної кількості промивальної рідини, глини, води та обважнювача. Визначення виходу промивальної рідини з глинопорошків різних груп. Обважнювачі промивних рідин. Розрахунки при приготуванні і обважнених промивальних рідин. Вивчення складових та оптимальних домішок промивальної рідини. Хімічні реагенти для регулювання властивостей промивних рідин. Розрахунок хімічної обробки промивальної рідини . Основні властивості бурових промивних рідин. Розрахунок і обґрунтування параметрів промивальних рідин. Типи бурових промивних рідин та умови їх застосування. Вибір типу промивальної рідини. Засвоєння навичок вибору і обґрунтування типу промивальної рідини. Приготування бурових промивних рідин. Очистка бурових промивних рідин від шламу.
Базові тампонажні матеріали. Модифіковані тампонажні матеріали. Вивчення методики приготування обважнених промивних рідин. Тампонажні системи для ліквідації поглинань при бурінні свердловин. Вивчення технологічних властивостей тампонажних розчинів та цементного каменю.
Четвертий рік, весна, 6 кредитів, екзамен
Перелік дисциплін, які є передумовою вивчення курсу:
- 103БОК8 Хімія
- 103БОК7 Фізика
- 103БОК13 Основи гідрогеології та інженерної геології
- 103БОК26 Нафтогазопромислова геологія
Тема 1. Основні поняття та функції бурових промивних рідин.
Промивальні рідини і дисперсні системи. Основні властивості дисперсних систем. Основні функції промивальної рідин. Вимоги до промивальних рідин.
Тема №2. Глинисті матеріали та глинопорошки.
Будова та властивості основних глинистих мінералів. Технологія виробництва глинопорошків. Типи глинопорошків та приготування на їх основі глинистих суспензій. Розрахунок кількості глинопорошку і води для приготування промивної рідини.
Тема №3. Обважнювачі промивних рідин.
Щільність обважнювачів. Хімічний склад обважнювача. Дисперсність. Вологість. Змочуваність. Абразивність.
Тема №4. Хімічні реагенти для регулювання властивостей промивних рідин. Класифікація хімічних реагентів. Реагенти, які зв’язують іони кальцію та магнію. Хімреагенти-інгібітори гідратації і диспергування глин та сланців. Хімреагенти, які нейтралізують сірководень. Реагенти структуроутворювачі. Реагенти, які підвищують термостійкість. Хімреагенти для регулювання рН. Хімреагенти на основі гумінових кислот. Хімреагенти на основі водорозчинних ефірів целюлози. Крохмальні хімреагенти. Хімічні реагенти на основі акрилових полімерів. Хімреагенти на основі гідролізного лігніну. Хімічні реагенти на основі лігносульфонатів. Мастильні домішки. Поверхнево-активні речовини (ПАР). Емульгатори. Хімреагенти-піногасники.
Тема №5. Основні властивості бурових промивних рідин.
Фільтраційні та кіркоутворюючі властивості та їх вимірювання. Реологічні характеристики промивних рідин. Тиксотропні властивості промивних рідин. Вимірювання реологічних параметрів. Вимірювання тиксотропних показників. Седиментаційна стійкість. Концентрація водневих іонів. Вміст колоїдної фази. Вміст газу. Хімічний склад фільтрату. Мастильні властивості. Абразивні властивості. Густина. Вміст твердої фази.
Тема №6. Типи бурових промивних рідин та умови їх застосування .
Технічна вода. Природні промивні рідини. Гуматні розчини. Полімерні розчини. Лігносульфонатні розчини. Інгібуючі розчини. Соленасичені розчини. Розчини на нафтовій основі.
Тема №7. Приготування бурових промивних рідин.
Механічна глиномішалка. Фрезерно-струминний млин. Гідравлічна мішалка ежекторного типу. Блок приготування розчину. Гідравлічні перемішувачі. Механічні перемішувачі. Диспергатори.
Тема №8. Очистка бурових промивних рідин від шламу.
Шламовловлювач.Вібросита. Гідроциклонні установки. Комбіновані пристрої. Глиновідділювачі. Технологія п’ятиступеневої очистки промивальних рідин.
Тема 9. Базові тампонажні матеріали.
Призначення, умови застосування та вимоги до тампонажних матеріалів. Класифікація тампонажних цементів. Портландцемент. Фізико-хімічні основи процесу затвердівання портландцементних суспензій.
Основні властивості цементного порошку, розчину і каменю.
Тема №10. Модифіковані тампонажні матеріали.
Регулювання властивостей портландцементних розчинів і каменю.
Тема №11. Тампонажні системи для ліквідації поглинань при бурінні свердловин.
Тампонажні цементи на непортландцементній основі. Тампонажні розчини спеціального призначення.
Лабораторне заняття №1. Вимірювання густини бурового розчину та умовної вязкості.
Лабораторне заняття №2. Визначення виходу промивальної рідини з глинопорошків різних груп
Лабораторне заняття №3. Визначення необхідної кількості промивальної рідини, глини, води та обважнювача.
Лабораторне заняття №4. Вимірювання статичних та реологічних властивостей бурового розчину.
Лабораторна робота №5. Дослідження фільтраційних властивостей промивної рідини
Лабораторна робота №6. Розрахунки при приготуванні і обважнених промивальних рідин .
Лабораторне заняття №7. Визначення вмісту колодної фази у промивальній рідині.
Лабораторне заняття №6. Визначення вмісту твердої фази та рідких змащувальних домішок.
Лабораторна робота №8. Розрахунок хімічної обробки промивальної рідини .
Лабораторне заняття №9. Визначення концентрації іонів водню у буровій промивальній рідині.
Лабораторне заняття №10. Визначення вмісту іонів кальцію (Cа2+), магнію (Mg2+).
Лабораторна робота №12. Розрахунок і обґрунтування параметрів промивальних рідин .
Лабораторне заняття №13. Визначення вмісту хлоридів (Cl-).
Лабораторне заняття №14. Вивчення методики приготування обважнених промивальних рідин.
Лабораторна робота №15. Вибір типу промивальної рідини . Засвоєння навичок вибору і обґрунтування типу промивальної рідини.
Лабораторне заняття №16. Визначення вапна у буровому розчині, лужності бурового розчину (рm), загальної лужності (мf) та лужності фільтрату (рf) бурового розчину.
Лабораторне заняття №17. Вивчення складових та оптимальних домішок промивальних рідин.
Лабораторна робота №18. Визначення швидкості подачі хімічного реагента та часу циклу промивання свердловини та визначення часу винесення частинок вибуреної породи з вибою свердловини до гирла.
Лабораторне заняття №19. Перевірка якості різних груп реагентів: «реагенти, що зв’язують іони кальцію та магнію», «хімреагенти-інгібітори гідратації і диспергування глин та сланців» «хімреагенти, які нейтралізують сірководень».