Оборудование для контроля твердых частиц — его роль в буровых растворах. 

Его основная функция заключается в удалении вредных твердых частиц (в основном бурового шлама) из бурового раствора физическими методами, при этом сохраняя и извлекая полезные жидкие фазы и ценные материалы, поддерживая стабильность характеристик бурового раствора и тем самым обеспечивая безопасные, эффективные и экономичные буровые работы.

Ниже описаны конкретные роли оборудования для контроля твердых частиц в буровых растворах, рассмотренные с разных точек зрения:

1.Поддержание стабильных свойств бурового раствора (основная функция)

Плотность, вязкость и фильтрационные свойства буровых растворов имеют основополагающее значение для их эффективности. Постоянное включение бурового шлама (твердой фазы) ухудшает эти свойства.

Контроль плотности : Удаление мелких твердых частиц для предотвращения неконтролируемого повышения плотности из-за накопления твердой фазы, что позволяет избежать утечки из пласта или повреждения продуктивного пласта.

Контроль реологии : Избыток твердых частиц, особенно ультрамелких частиц (шлама), может значительно увеличить вязкость и напряжение сдвига, делая буровой раствор более густым и менее текучим.

Снижение потерь фильтрата : удаление ультрамелких частиц способствует образованию тонкой и прочной корки из бурового раствора, уменьшая проникновение фильтрата в пласт и обеспечивая устойчивость ствола скважины.

2.Увеличить скорость механического бурения и снизить затраты на бурение.

«Чистый» ствол скважины : густой буровой раствор с высоким содержанием твердых частиц «прокладывается» под буровым долотом, создавая «эффект удержания давления», который затрудняет выход свежевыбуренного шлама из ствола скважины, что приводит к повторному обрушению и значительному снижению эффективности. Чистый буровой раствор может быстро вымывать шлам, повышая эффективность разрушения породы.

Снижение износа бурильных долот : Высокое содержание твердых частиц усугубляет износ бурильных долот, бурильных труб, гильз цилиндров насосов и другого оборудования. Эффективный контроль содержания твердых частиц может значительно продлить срок службы этих важных компонентов.

3.Обеспечить устойчивость ствола скважины и безопасность бурения.

Предотвращение застревания бурильной трубы : толстый, рыхлый слой бурового раствора и отложения шлама в стволе скважины являются основными причинами застревания бурильной трубы во время спуска и подъема, а также застревания трубы из-за перепада давления. Эффективный контроль содержания твердых частиц может предотвратить такие сложные ситуации.

Стабилизация ствола скважины : поддержание необходимых свойств бурового раствора способствует формированию высококачественной глинистой корки, поддерживающей ствол скважины.

Смазка : Чистые буровые растворы лучше выполняют свои смазывающие функции, снижая крутящий момент и трение.

4.Защита нефтегазовых месторождений и увеличение добычи.

При бурении в продуктивный пласт мелкие твердые частицы в буровом растворе могут проникать в поры нефтегазового месторождения вместе с фильтратом, вызывая необратимую закупорку (повреждение пласта) и значительно снижая производительность добычи. Эффективный контроль твердых частиц (особенно центрифужное удаление ультрамелких частиц) является одной из ключевых технологий защиты пласта.

5.Экономические и экологические выгоды

Сокращение расхода бурового раствора : Эффективное извлечение жидкой фазы и полезных добавок (таких как барит) может значительно снизить количество готовимого нового бурового раствора и материальные затраты.

Снижение затрат на утилизацию отходов : буровой шлам более сухой и имеет меньший размер, что значительно снижает последующие транспортные и перерабатывающие затраты (например, на затвердевание).

Облегчает использование ресурсов, получаемых из бурового шлама : сухой буровой шлам легче безопасно обрабатывать или использовать в качестве ресурса (например, при производстве кирпича), что соответствует требованиям охраны окружающей среды.

Сочетание мер и многоуровневой обработки оборудования для контроля твердых отходов.

Современная система контроля твердых частиц представляет собой «производственную линию», состоящую из различных устройств, которая, как правило, обрабатывает частицы в порядке убывания размера и по сорту:

Уровень 1: Вибрационный экран

Функция: Удаляет крупные буровые отходы диаметром >74 мкм (200 меш и более). Это первая и наиболее важная линия защиты от твердых частиц, обладающая наибольшей производительностью и удаляющая приблизительно 80% твердой фазы.

Второй этап: пескоуборочная и грязеуборочная машина (гидроциклон).

Пескоотделитель: удаляет более мелкие частицы песка с размером частиц 44-74 мкм (200-100 меш).

Устройство для удаления шлама: удаляет частицы ила размером 15-44 мкм (400-200 меш).

Функция: Они используют центробежную силу для отделения твердых частиц и дальнейшей очистки бурового раствора.

Уровень 3: Центрифуга

Функция: Удаляет более мелкие частицы <15 мкм (особенно <2-5 мкм) и может использоваться для извлечения барита. Это «высокоточное оружие» для контроля содержания «коллоидных твердых частиц» в буровых растворах и, в конечном итоге, для достижения контроля содержания твердых частиц.

Подведите итоги

Если буровой раствор можно сравнить с «кровью» человеческого организма, то оборудование для контроля твердых частиц — это его «почки и печень ». Оно непрерывно фильтрует «метаболические отходы» (буровой шлам) из «крови», поддерживая стабильность ее состава и функций, обеспечивая здоровую и эффективную работу всего «организма» (буровой системы). Без эффективного контроля твердых частиц даже самая лучшая рецептура бурового раствора не сможет раскрыть свой потенциал в полной мере, и буровые работы станут неэффективными, дорогостоящими и рискованными.