62
1 BUŠOTINSKI FLUIDI INŽENJERSTVO NAFTE I GASA RGF

P8 - fluidi

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: P8 - fluidi

1

BUŠOTINSKI FLUIDI

INŽENJERSTVO NAFTE I GASA

RGF

Page 2: P8 - fluidi

2

MATERIJALI ZA ISPIRNE FLUIDE

P-8

Page 3: P8 - fluidi

3

Pod ispirnim bušaćim fluidom podrazumevaju se sve vrste fluida koje se koriste kod bušenja, tj. ispiranja kanala bušotine.

Pod terminom isplaka za bušenje (u nastavku samo isplaka) podrazumeva se suspenzija čvrste faze u vodi ili ulju, ili kapljice jedne od ovih tečnosti dispergovane u drugoj. Prema API standardu definicija glasi: «Termin isplaka obuhvata sve sastave koji se koriste da pomognu proizvodnji, tj. izradi bušotine i iznošenju nabušenih čestica (krhotina) sa dna bušotine na površinu. Zadatak isplake je da izvrši neke ili većinu različitih funkcija koje zahtevaju operacije izrade bušotine».

Sa stanovišta optimizacije definicija je: ”Isplaka za bušenje, optimalnog sastava, predstavlja onaj fluid koji odgovarajućom brzinom proticanja kroz dleto ostvaruje i odgovarajuću hidrauličku snagu za čišćenje dna bušotine i dleta, uz istovremenu primenu adekvatnog opterećenja i brzine obrtanja, a koji pri tome ostvaruje i najnižu cenu koštanja jednog metra bušenja kanala bušotine”.

Uslov da ova kombinacija promenljivih parametara ostvari stabilno izbušeni kanal bušotine, sastoji se u izboru odgovarajućeg sastava isplake uz najnižu cenu koštanja njene pripreme, obrade i održavanja.

Page 4: P8 - fluidi

4

Sve fluide za ispiranje možemo podeliti na:

1) fluide na bazi vode koji sadrfluide na bazi vode koji sadržže:e:- vodu sa koncentracijom elektrolita manjom od 10 g/l,- glinu iz slojeva kroz koje se buši ili bentonit,- mineralne ili organske razređivače,- prema potrebi organske koloide (skrob, karboksimetilceluloza, polimeri).

2) fluide na bazi slane vode koji sadrfluide na bazi slane vode koji sadržžee:- vodu čija je koncentracija elektrolita veća od 10 g/l,- mineralne koloide,- organske koloide,- prema potrebi mineralne ili organske razređivače.

Dele se na:- zasićene slane isplake,- isplake na bazi morske vode.

Page 5: P8 - fluidi

5

3) fluide na bazi nafte (ufluide na bazi nafte (uljljno emulzione)no emulzione) sa kontinuiranom uljnom fazom gde količina vode određuje tip.

Dele se na:- isplake na bazi ulja, sa dispergovanom vodenom fazom u malom

zapreminskom procentu (3-5%),- inverzne emulzione isplake (voda u ulju), sa vodenom disperznom

fazom od 50% ili većem zapreminskom procentu uz primenu aditiva za stabilizovanje sistema.

4) specijalne fluidespecijalne fluidea) Suvi gas (prirodni gas, izduvni gasovi)b) Magle (kapljice vode rasprštene u vazdušnoj struji)c) Pene (mehuri vazduha okruženi filmom vode sa stabilizatorima pene)d) Aerizovani fluid

Page 6: P8 - fluidi

6

Sastavni delovi isplake:

Sve komponente isplake pri izradi bušotina imaju u svom sastavu sledeće osnovne komponente:1. Tečnu fazu (tečnosti)

a)Vodub)Ulje

2.Čvrste česticea)Inertne, neaktivne čestice

-pesak-silicijum, krečnjak, kreda, dolomit itd.-barit, kalcijum karbonat

b)Koloidne, aktivne čestice-glina koja bubri, monmorilonit (bentonit)-glina koja ne bubri, ilit, kaolinit

c)Hemijski aditivi-razređivači, smanjivači filtracije, površinski aktivne materije i

ostale hemikalije, materijali protiv gubitaka, soli i dr.

Page 7: P8 - fluidi

7

Gline:

Gline su poliminerali koji ulaze u sastav sedimentnih stena u ukupnom obimu oko 70%. Predstavljaju agregate minerala u različitim odnosima uz prisustvo primesa. Razlikuju se od drugih stena po fizičko-hemijskim osobinama. Uglavnom se formiraju kao produkt promene alumosilikatnih stena u okolini u kojoj je bila prisutna voda i rezultat su dugotrajnih i složenih procesa: fizičko-hemijskog raspadanja, izmene pod uticajem hidrotermalnih faktora, vegetacije, pretaloženja vetrom i vodom, a mogu se naći na mestima udaljenijim od formiranja.

Prvi tačni opis glina dat je 1847 god., gde se na ovaj mineral naišlo u okolini gradića “Montmorillona” (zapadna Francuska), pa je ta glina i nazvana “monmorilonit”. Isto tako se 1927 god., spominje jedna vrsta specijalne gline, nađene u blizini tvrđave Benton (USA-Wyoming), koja je nazvana “bentonitom”. Ta glina je pokazala izvanredna svojstva bubrenja u kontaktu sa vodom, a takođe zbog prisustva minerala monmorilonita pokazala je i izuzetna koloidna svojstva.

Vrsta glinenog materijala zavisi od oblika i uslova raspadanja, temperature, klime, prisustva hemijski aktivnih minerala i slično. Glineni minerali mogu se klasifikovati na bazi kristalografske strukture:-Grupa kaolinita-Grupa monmorilonita-Grupa ilita ili hidroliskuna-Atapulgit

Page 8: P8 - fluidi

8

Za sve glinene minerale je zajedničko to što su svi silikati aluminijuma, jer su silicijum i aluminijum primarni elementi iz kojeg su sastavljeni. Atomi tih elemenata izgrađuju kristalnu strukturu glinenih minerala i nalaze se u njihovim molekulima u dva različita sloja:

-u jednom sloju nalaze se atomi aluminijuma i kiseonika

-u drugom sloju atomi silicijuma i kiseonika

Ta dva sloja, međusobno spojena, izrađuju molekule alumosilikata i u tom pogledu postoje neke bitne razlike između pojedinih glinenih minerala. Tako svaki molekul monmorilonita ima dva silicijumska sloja (SiO2) između kojih se nalazi po jedan aluminijumski sloj (Al2O3), dok molekul kaolinita ima samo jedan silicijumski i po jedan aluminijumski sloj.

Većina glina ima strukturu sličnu liskunu. Sastoje se od tankih listova koji obrazuju slojevitu strukturu kod koje su bazne površine paralelne.

Page 9: P8 - fluidi

9

Struktura monmorilonita

Page 10: P8 - fluidi

10

- Jonska izmena:

Mogućnost zamene jona u kristalnim rešetkama sa jonima iz suspenzije ima veoma važnu ulogu u pogledu svojstva odnosnih minerala. Mogućnost same zamene jona uslovljena je, sa jedne strane, samom veličinom, tj. “radijusom jona”, a sa druge strane elektronskom konfiguracijom jona. Tako se može Al3+ jon, u aluminijumskom sloju lako zameniti sa Mg2+ ili Fe2+, odnosno se Si4+ jon silicijskog sloja lako zameniti sa Al3+

jonima, i to sve na osnovu sličnih dimenzija tih jona. Ova pojava, tj. mogućnost zamene jona istog oblika naziva se “izomorfnost” i tom prilikom javlja se unutar strukture minerala višak negativnih naboja, tj. višak slobodne valence. Te slobodne valence se mogu zasititi preko jona iz nekog spoljašnjeg izvora.

Sposobnost glinenih minerala da izmenjuju jone izražava se u mili-ekvivalentima nekog adsorbovanog jona na 100g suve gline. Kapacitet ove izmene je različit među glinenim mineralima, najveći je kod monmorilonita (60-100/100g gline), srednji kod ilita (20-40/100 g), a najmanji kod kaolinita (3-15/100 g).

Izomorfna zamena ima praktičnu primenu kod ocene kvaliteta glinenih materijala u pogledu mogućnosti njene hemijske obrade u smislu poboljšanja koloidnih, reoloških i filtracionih osobina.

Page 11: P8 - fluidi

11

-Bubrenje glina:

Glineni materijali svih tipova apsorbuju vodu, obrazujući u izvesnom smislu koloidne rastvore, međutim minerali monmorilonitne grupe, zahvaljujući širenju kristalne rešetke, upijaju znatno veću količinu vode.

Utvrđena su dva tipa hidratacije, tj. vlaženja: kristalizaciono i osmotsko.

Kristalizaciono vlaženje je površinska hidratacija. Javlja se kao rezultat apsorpcije monomolekularnih slojeva vode na bazičnim površinama kristala, kako spoljašnjih tako i untrašnjih, a i na ivicama površine kristala. Čvrstina veze slojeva vode sa glinenim česticama umanjuje se sa povećanjem rastojanja od površine kristala. Ta voda ima ulogu pri bubrenju glina, a pri tome ne gubi svoja svojstva.

Osmotsko bubrenje javlja se kao rezultat veće koncentracije katjona u osnovnoj masi rastvora. Pri tome molekuli vode prodiru u međuslojni prostor i kao rezultat togauvećava se rastojanje između različitih slojeva molekula glina.

U ovom procesu ne učestvuje nikakva propusna mebrana, jer mehanizam bubrenja glina u osnovi nosi osmotski karakter pošto izaziva razliku u koncentraciji elektrolita.

Page 12: P8 - fluidi

12

Dijagram bubrenja troslojnog listića gline

Page 13: P8 - fluidi

13

-Proces vezivanja glinenih čestica:

Ravne čestice glina u obliku lista ili tanjira imaju dve različite površine: prednje strane (lica), tj. bazne površine su sa negativnim nabojem, a površine ivica su sa pozitivnim nabojem. Ovi električni naboji i zamenljivi katjoni ili suprotni joni iz rastvora stvaraju električno polje sila oko glinenih čestica, koje određuju kako će ove čestice delovati jedne na druge. Ako se suprotni joni odvoje od površine gline, odbojne sile između ravnih listića sa negativnim nabojem su velike i listići će se odvajati jedni od drugih i taj proces se naziva “disperzija”.

Čestice glina odlikuju se i svojstvima da obrazuju veće komplekse, a kroz to da se udalje iz reda veličine koje vrede za koloide. Ovaj proces se može lako pospešiti dodavanjem određenih elektrolita. Ta pojava se naziva “flokulacija” ili zgrušavanje i dodvodi do formiranja grozdaste strukture u obliku kuće od karata.

Raspad većih kompleksa gline u mnogo sitnije čestice predstavlja suprotan proces koji se naziva “deflokulacija”. Deflokulacija utiče na dalju podelu glinenih čestica i prebacije time gline u koloide.

Page 14: P8 - fluidi

14

Moguće povezivanje listića glina u suspenziji gline u vodi.

A. Deflokulirani-dispergovani;

B. Deflokulirani sa kontaktom ivica-ploha;

C. Flokulirani-dispergovani;

D. Flokulirani sa kontaktom ivica-ploha.

A B C D

Page 15: P8 - fluidi

15

Monmorilonit:

Ovi minerali predstavljaju sastavnu konponentu gline bentonita i to su hidroalumosilikati sa odnosom SiO2:Al2O3 = 4:1.

Struktura monmorilonita je sledeća: dva spoljnja tetraedarska sloja SiO2 i između njih sloj oktaedra Al2O3. Slojevi su povezani primarnim silama valentnosti, a razdeljeni su slabo vezanom vodom. Sistem je sa stanovišta električnih naboja uravnotežen, međutim, u praksi dolazi do izomorfne zamene tako da do 15% četvorovalentni atom Si može biti zamenjen trovalentnim Al, dok Al3+ može biti zamenjen u potpunosti dvovalentnim atomom Mg, Fe i dr. Posledica ove zamene je negativni naboj monmorilonita koncentrisan u srednjem sloju rešetke. Između slojeva kristalnih rešetki postoji slaba kiseonička veza, pa se zbog toga ovi slojevi lako cepaju (udvajaju).

Monmorilonitska glina bubri u dodiru sa vodom, pri čemu molekuli vode prodiru između naelektrisanih slojeva i razdvajaju ih tako da se znatno povećava udaljenost između slojeva, dok se privlačne sile između njih smanjuju.

Page 16: P8 - fluidi

16

Kod mehaničkog mešanja u vodi, na sredini dolazi do cepanja slojeva pri čemu se stvara visoko disperzovana stabilna suspenzija koja služi kao isplaka.

Monmorilonit nastaje iz umereno baznih neutralnih ili umereno kiselih rastvora koji su bogati Na, Mg, Fe i drugim zemno-alkalnim metalima. Monmorilonit se javlja u dubljim zonama površinskog raspadanja stena bogatih Mg i Ca, a posebno staklastih tufova.

Monmorilonit

Page 17: P8 - fluidi

17

Kaolinit:

Kaoliniti imaju dvojnu strukturu koja se sastoji iz naizmeničnog smenjivanja slojeva SiO2 i slojeva Al2(OH)3. U strukturi kaolinita Si-joni se ne zamenjuju i zbog toga odsustvuju međuslojni katjoni. Struktura kaolinita sastoji se iz jednog tetraedarskog sloja SiO4 i jednog oktaedarskog sloja sa Al-jonima koji su okruženi sa kiseonikom i hidroksilnim grupama.

Postanak kaolinita vezan je za niske temperatuire i pritiske i blago kisele sredine. Kaolinit nastaje raspadanjem feldspata, ili direktno predislokacijom pri normalnim uslovima iz toplih hidrotermalnih rastvora kada koncentracija Ca, Mg, Na, Cl nije visoka. Struktura kaolinita je stabilna jer u strukturi kaolinita postoji ravnotežno stanje pozitivnih i negativnih naboja, pa je kristal električno neutralan. Među slojevima u rešetki kaolinita deluje čvrsta veza O-OH, pa zbog toga kaolinitna glina slabo disperguje u vodi i stvara isplake slabog kvaliteta.

Page 18: P8 - fluidi

18

Ilit:

Ilit predstavlja prelaznu grupu između muskovita i monmorilonita zbog čega se često naziva hidroliskunom ili hidromuskovitom. Hemijski sastav je promenljiv. Kristalna rešetka je slična monmorilonitu, ali umesto vode između strukturnih slojeva javljaju se joni K. Razlikuje se od dobro kristalastog liskuna po manjoj zameni Si-Al, manjim sadržajem K i nepravilnostima u slaganju silikatnih slojeva.

Nastaje u alkalnim sredinama raspadanjem feldspata kada je prisutan kalijum K. Naročito je rasprostranjem u morskim sredinama. Ponekad se koristi za izradu isplake, ali potrebna velika količina u odnosu na bentonitske gline.

Atapulgit:

Predstavlja hidratisani magnezijum-silikat. Koristi se u tehnologiji isplake za razvijanje viskoziteta u bilo kom tipu vode za pripremu isplake. Osnovna namena mu je za pripremu i održavanje slanih isplaka, gde je proizvedeni viskozitet atapulgitom čisto mehanički. Hidratacione sile pri vlaženju nisu prisutne.

Page 19: P8 - fluidi

19

Njegova jedinstvena kristalna struktura sastoji se iz velikog broja čestica igličastog oblika. Nakon mehaničkog delovanja, prilikom mešanja, stepen viskoznosti zavisi od veličine čestica. Na zidovima bušotine čestice stvaraju mrežastu strukturu, ali te igličaste čestice ne utiču na kontrolu filtracije tako da je potrebno naknadno korišćenje reagenata za regulaciju gubitka filtracije.

Atapulgit

Page 20: P8 - fluidi

20

Glineni minerali su, u manjoj ili većoj meri, prisutni u svim tipovima stena, gde se nalaze u raspršenom stanju ili kao vezivo. Razlika među navedenim tipovima glina je u količini vode ili filtrata koje hidratacijom veže na sebe, ali i u posledicama hidratacije.

Dok će gline monmorilonitskog tipa bubriti, tj. povećavati svoju zapreminu i, dotle će gline ilitnog i kaolinitnog tipa, više manje, dispergovati u sitne čestice.

Prodor filtrata isplake u stene uzrokovan je pozitivnim diferencijalnim pritiskom isplake. Ta činjenica upozorava na to da je neophodno potrebno pažljivo kontrolisati vrednost diferencijalnog pritiska u svim fazama bušenja, pa i kasnije, tj. kod osvajanja ili remona bušotina.

Hidratacija glinenih čestica u stenama umnogome zavisi od toga koliko je isplaka inhibirana i koliko su te čestice osetljive na reakciju. Inhibirana isplake može se definisati kao tečnost koja služi pri bušenju bušotina, a ima sposobnost da u većoj meri spreči hidrataciju glinovitih materijala. Ona ujedno sprečava bubrenje i disperziju unutar određenih granica. Sprečavanje hidratacije može se pripisati delovanju rastvorenih katjona ili anjona, koji moraju biti u određenoj koncentraciji u takvoj isplaci.

Page 21: P8 - fluidi

21

Uslovi za ostvarivanje funkcija isplake

Da bi se postigli uslovi za ostvarivanje funkcija isplake pri procesu izrade bušotine moraju se osigurati:

-Odgovarajuće fizičko-hemijske osobine isplake

-Oprema za merenje fizičko-hemijskih osobina isplake

-Oprema za izradu, obradu, čišćenje isplake i dr.

-Otpornost isplake na razne zagađivače

-Kontinuirana kontrola i podešavanje osobina isplake

Page 22: P8 - fluidi

22

1. Fizičko-hemijske osobine isplake:

U odgovarajuće fizičko-hemijske osobine isplake spadaju:• gustina (kg/dm3)• “Marsh”-ov viskozitet (s)• prividna i plastična viskoznost (mPas)• granica tečenja (Pa)• početni i 10-minutni gelovi (Pa)• filtracija i to:• - API fitracija (ml/30 min)• - HT-HP fitracija (ml/30 min)• debljina glinenog obloga-kolača (mm)• pH vrednost• sadržaj peska (%)• sadržaj čvrstih čestica, vode i ulja (%)• sadržaj NaCl, Ca++, CaSO4 (g/m3)• alkalnost fitrata Pf, Mf• alkalnost isplake Pm

Page 23: P8 - fluidi

23

2. Oprema za merenje fizičko-hemijskih osobina isplake:

-Vaga za merenje gustine isplake

-“Marsh”-ov levak

-Reometar za merenje providne, plastične viskoznosti, granice tečenja i gelova

-Filter presa za merenje filtracije

-Indikator ili elektronski pH metar

-Komplet za merenje sadržaja peska

-Komplet za merenje sadržaja čvrstih čestica, vode i ulje

-Oprema za hemijske analize

Page 24: P8 - fluidi

24

Vaga za merenje gustine isplake:

Vaga za merenje gustine isplake (Sl.1) je jednostavna naprava. Sastoji se iz: postolja, kalibrisanog kraka na kojem je ugrađena libela, kalibrisane poluge sa jahačem i posude za uzorak isplake sa poklopcem. Merenja se mogu obaviti u rasponu gustina od 0,72 do 2,88 kg/dm3.

Greške pri merenju su moguće usled nedovoljno napunjene posude i zapenjene isplake.

Sl. 1: Vaga za merenje gustine isplake

Page 25: P8 - fluidi

25

Marsh”-ov levak:Za merenje viskoznosti se koriste maršov levak i rotacioni viskozimetar.Maršov levak omogućava brzo utvrđivanje vrednosti viskoznosti isplake. Pribor za merenje Maršove viskoznosti sastoji se od levka, graduirane posude od 1000 cm3 i štoperice. Zapremina levka je 1500 cm3. Levak je prikazan na slici 2.

Vrednost dobijena merenjem je relativna viskoznost a predstavlja vreme isticanja 1 litra tečnosti iz levka. Merena vrednost je pod uticajem geliranja i gustine koja menja hidrostatički pritisak isplake u levku te nije uporediva sa vrednostima dobijenim drugim instrumentima. Vreme isticanja 1 l čiste vode iznosi 28 s ± 1 s.

Slika 2. Maršov levak

Page 26: P8 - fluidi

26

Reometar za merenje prividne, plastične viskoznosti, granice tečenja i gelova:

Rotacioni viskozimetar sa direktnim očitavanjem vrednosti napona smicanja na skali instrumenta, se koristi za merenje plastične viskoznosti, prividne viskoznosti, granice tečenja i čvrstoće gela isplake.To je instrument rotacionog tipa, baziran na principu rada dvaju koncentričnih cilindara.

Slika 3. Rotacioni dvobrzinski viskozimetar

Page 27: P8 - fluidi

27

API filter presa:

Sastoji se iz postolja sa podesivim zavrtnjem za držanje tri dela ćelija za filtriranje. Ćelija se, u doljem delu, sastoji iz osnove sa otvorom i cevčicom za isticanje filtrata isplake. Osnova ima i sito od 60-80 “mesha”, na koje se postavlja filter papir. Sito i papir postavljaju se između dva prstena koji osiguravaju nepropusnost između osnove i ćelije. Na vrhu ćelije se nalazi poklopac sa priključkom za azot, vazduh ili CO2 i prsten koji osigurava nepropusnost između poklopca i ćelije.

Princip rada zasniva se na podešavanju regulatora tako da je ćelija pod pritiskom od 7 bar i nakon 30 minuta očita se zapremina tečnosti u menzuri. To je API filtracija izražena u ml/30 min. Izvadi se filter papir, ispere se i izmeri se debljina kolača u mm.

Sl. 4.: API filter presa

Filter presa za merenje fitracije i debljine glinenog kolača:

Page 28: P8 - fluidi

28

HT-HP filter presa:

Sastoji se od termostatskog elementa za grejanje, ćelije za filtrat, kontrole izvora pritiska, sakupljača fitrata, termometra i prstenova otpornih na naftu i ulje.

Princip rada je isti kao i kod API filter prese. Različiti su samo uslovi rada, temperatura i pritisak. Upotrebljavaju se pritisci koji mogu dostići 105 bar (1.500 psi) i temperature do 230ºC. Pri temperaturama većim od 90ºC moraju se primeniti posebne mere zaštite zbog svojstva vode i vodene pare. Radi sigurnosti upotrebljava se samo azot i CO2.

Sl. 5.: HT-HP filter presa

Page 29: P8 - fluidi

29

Pritisak:Zapremina filtrata raste kako raste vrednost drugog korena pritiska filtriranja.Praktično to nije tako, jer je oblog koji stvori glinovita suspenzija kompresibilan, pa ako se samo udvostručuje pritisak, količina filtrata će se u suspenziji bentonita u vodi povećati za 5-15%. Sa druge strane, sa manje koloidnom suspenzijom (glina iz sloja plus voda) zapremina filtrata će se udvostručiti kada se pritisak udvostruči. Ta konstatacija je veoma važna, jer uz pomoć dva merenja filtracije pri različitim Δp, može se ispitati koloidno stanje glinovite suspenzije i zaključiti kakvog je kvaliteta glinena obloga isplake.

pfV Δ=

Vreme filtriranja:

Zapremina filtrata raste proporcionalno sa drugim korenom vremena u kojem se fitracija vrši, jednačina:

tfV =

Page 30: P8 - fluidi

30

Temperatura:

Iako se ne pojavljuje u “Darcy”-evoj jednačini, temperatura kao parametar ima važnu ulogu, jer temperatura utiče i na aditive u isplaci (cepanje i raspadanje), tako da ona ima znatan uticaj na vrednost filtracije. Filtracija pod povišenom temperaturom i pritiskom je od 2 do 5 puta veća nego na sobnoj temperaturi i pritisku od 7 bar.

Kako kontrola filtracije samo pomoću čestica bentonita nije dovoljna, u praksi se koriste sledeći aditivi za njenu regulaciju:

-skrob, stabilan do temperature oko 120 ºC

-karboksimetilceluloza, stabilna do oko 140 ºC

-metal-lignit, stabilan do oko 200 ºC

-metal-lignosulfonat, stabilan do oko 170-180 ºC

-hidrolizirani akrilonitril, stabilan do oko 220 ºC

Da bi se sigurno znalo da u isplaci ima dovoljno bentonitskih čestica, potrebna je njihova kontinuirana kontrola, sa tzv. “MBT” testom (“metilen blue test”), što predstavlja količinu adsorbiranog metilenskog plavila koja se nepovratno adsorbira na glineno-silikatni materijal, dok se na neglinene materijale kao što je to kremen ne adsorbira.

Page 31: P8 - fluidi

31

Indikatori ili elektronski pH metri:

pH izražava kiselost ili baznost nekog vodenog rastvora. pH je decimalni logaritam koncentracije vodonikovih jona sa negativnim predznakom:

pH = - log(H+)

(H+) = 10-pH = antilog (-pH)

a) Indikatorski papirTo je najbrži način merenja koji se bazira na sposobnosti nekih

organskih materija da menjaju boju zavisno od pH vrednosti tečnosti sa kojom dolaze u kontakt. Preciznost je retko veća od 0,5 pH ali često dovoljna za terensku praksu.

Traka lakmus papira stavlja se u isplaku ili filtrat, tako da ona poprima nijansu određene boje i upoređuje se sa standardnim indikatorom boja na kutiji, čime se određuje brojčana vrednost pH.

b) Elektronski pH-metarOvaj aparat daje koncentraciju H+ jona merenjem električnog potencijala

kroz elektrodu koja je uronjena u ispitivani rastvor.

Page 32: P8 - fluidi

32

Komplet za merenje sadržaja peska:

Određivanje sadržaja peska u isplaci je neophodno jer prekomerna količina peska izaziva formiranje deblje porozne glinene obloge, ili se povećava gustina isplake i dolazi do taloženja na dnu bušotine oko alata kad je cirkulacija isplake prekinuta a takođe može delovati abrazivno na delove ispirne pumpe, potisne vodove, bušaće šipke i ostalu opremu.

Pod sadržajem peska obuhvatamo sve čvrste čestice u isplaci čije dimenzije su veće od 74 μm.

Oprema za određivanje sadržaja peska sastoji se od sita sa 200 otvora po inču, levka i staklene menzure graduirane od 0 do 20% za direktno očitavanje sadržaja peska. Oprema je prikazana na slici 6.

Slika 6. Pribor za određivanje sadržaja peska

Page 33: P8 - fluidi

33

Komplet za određivanje sadržaja čvrstih čestica, vode i ulja:

Za određivanje zapreminskog procenta različitih sastojaka koristi se “Retor kit”. On se sastoji od ćelije za uzorak isplake, grejača i kondenzatora, a radi na principu destilacije. Zagreva se određena zapremina isplake sve dok tečne komponente ne ispare. Para prolazi kroz kondenzator, te se ulje i voda skupljaju u menzuri kalibrisanoj u %. Zbog razlike u gustini, ulje pliva u vodi. Direktnim očitavanjem zapremine vode i ulja, sadržaj čvrstih čestica se određuje:

sadržaj čvrstih čestica = 100 – (zapremina vode + zapremina ulja)

Sl. 7. Retort kit

Page 34: P8 - fluidi

34

Za približno određivanje sadržaja barita i gline u isplaci može se primeniti tabela.

Gustinačvrstih črsticaρč (kg/dm3)

% baritapo težini

% glinepo težini

2,62,83,03,23,43,63,84,04,3

018344860718189100

100826652402919110

Prosečna gustina čvrstih čestica može se odrediti iz jednačine:

( ) ( )3/.%

.%.%100dmkg

česticazaprnaftezaprvodezapr nafteis

č

⋅+−⋅=

ρρρ

Page 35: P8 - fluidi

35

Oprema za hemijske analize:

Oprema za hemijske analize obuhvata obuhvata: kalibrisane pipete, kalibrisane okrugle tikvice i kalibrisane birete.

Merenje alkalnosti:

U praksi se mere tri vrste alkalnosti:

- Pf i Mf filtrata i

- Pm isplake

gde su :

P- fenolftalein, krajnja tačka fenolftaleina javlja se pri pH = 8,3

M - metiloranž, krajnja tačka metiloranž javlja se pri pH = 4,3

f - filtrat

m - isplaka

Page 36: P8 - fluidi

36

Pf alkalnost:

To je količina kiseline H2SO4 N/50 koja je potrebna da 1 ml filtrata postigne vrednost pH = 8,3. Pipetom se uvuče 1 ml filtrata i izlije u čistu posudu ili “Erlenmeyer”-ovu tikvicu. Dodaje se 20 ml destilovane vode, a zatim 2 do 3 kapi otopine fenoltaleina. Ako uzorak postane ružičast, pusti se da otopina H2SO4 N/50 pada kap po kap iz birete, i pri tom se meša sve dok ne dođe do promene boje. Ako se boja filtrata ne promeni nakon dodatka otopine fenolftaleina, onda je Pf = 0, ako filtrat postane ružičast nakon dodatka otopine fenilftaleina, Pf je jednak broju ml H2SO4 N/50 potrebnih za promenu boje.

Mf alkalnost:

To je količina H2SO4 N/50 koja je potrebna da 1 ml filtrata dostigne pH = 4,3. Upotrebi se uzorak filtrata prethodno korišćen za utvrđivanje alkalnosti Pf, i doda se 2-3 kapi metiloranža. Kada uzorak požuti, dodaje se otopina H2SO4 N/50 kap po kap iz birete, mešajući pri tome sve dok žuta boja ne pređe u narandžastu (ali ne i u crvenu). Ako se nakon dodavanja otopine metiloranža boja ne promeni Mf = Pf, a ako filtrat promeni boju, Mf je jednak ukupnom broju ml kiseline H2SO4N750 (ml za Pf+ml za Mf krajnju tačku) potrebnih da se dostigne krajnja tačka.

Page 37: P8 - fluidi

37

Pm alkalnost:

To je količina H2SO4 N/50 koja je potrebna da 1 ml isplake dostigne pH = 8,3. Brizgaljkom se uvuče 1 ml isplake i izlije u čistu posudu ili “Erlenmeyer”-ovu tikvicu. Dodaje se oko 20 ml destilovane vode, a zatim 2-3 kapi fenolftaleina. Ako uzorak postane ružičast ili bledo purpuran (zavisno od boje isplake), dodaje se otopina H2SO4 N750 brzo, kap po kap, iz birete u posudu, neprekidno mešajući, sve dok ružičasta boja ne nestane. Ako se boja isplake ne promeni nakon dodavanja fenolftaleina Pm = 0, a ako nakon dodavanja fenolftaleina isplaka postane ružičasta, Pm je jednak broju ml H2SO4 N/50 potrebnih da ružičasta boja nestane.

Page 38: P8 - fluidi

38

Određivanje sadržaja kalcijuma:

Odmeri se pipetom 1 ml fitrata i ulije u “Erlenmeyer”-ovu tikvicu. Razredi se sa 30-50 ml destilovane vode. Promeša se i doda 1 ml NH4Cl pufer otopine. Dodaje se malo indikatora eriokromblek, da uzorak dobije ljubičastu boju. Promeša se i titrira sa otopinom versena. Titracija je gotova kada ljubičasta boja pređe u plavu, a sadržaj Ca izračunava se na sledeći način:

Ca = ml versena x f x 0,4 x 1000 (ppm)

Određivanje sadržaja NaCl:

Odmeri se pipetom 1 ml filtrata i ulije u “Erlenmeyer”-ovu tikvicu. Razredi se sa 20-30 ml destilovane vode i promeša, a zatim dodaje 2-3 kapi fenolftaleina uz mešanje. Ako sadržaj pocrveni, namoči se vrh štapića u azotnu kiselinu (HNO3) i promeša njime sadržaj tikvice. Crvena boja mora nestati. Ako sadržaj ne pocrveni, nije potrebna obrada sa HNO3. Dodaje se 3-5 kapi (ili više) natrijum hromata (Na2CrO4), da zurak dobije žutu boju. Titrira se sa otopinom srebronitrata (AgNO3). Titracija je gotova kada žuta boja pređe u smeđe narandžastu boju, a sadržaj NaCl izračunava se na sledeći način:

NaCl = ml AgNO3 x f x 1.000 (ppm)

gde je: ppm (“parts per million) mg/lit

Page 39: P8 - fluidi

39

Određivanje kalcijum sulfata:

Odmeri se 5 ml isplake i ulije u “Erlenmeyer”-ovu tikvicu od 750 ml. Dodaje se 245 ml destilovane vode. Meša se (mućka) oko 30 minuta uz grejanje, ako je moguće do 60oC (da se CaSO4 otopi u vodi). Nakon mešanja profiltira se sadržaj tikvice. Uzima se 5 ml gornjeg filtrata i ulije u malu “Erlenmeyer”-ovu tikvicu. Razredi se sa 30-50 ml destilovane vode i dodaje 1 ml NH4Cl pufer otopine i promeša. Na vrh noža dodaje se indikator eriokromblek, promeša i titrira sa otopinom versena. Titracija je gotova kada ljubičasta boja pređe u plavu, a izračunava se jednačinom:

CaSO4 = ml versana x f x 6,78 x 2 (kg/dm3)

Page 40: P8 - fluidi

40

3. Materijali za isplaku

Najčešći materijali koji se koriste za izradu, obradu i održavanje isplake su:

-Mineralni koloidi

-Organski koloidi

-Razređivači i deflokulanti

-Hemikalije za isplaku

-Specijalni materijali za isplaku

-Oteživači isplake

-Materijali za sprečavanje gubitaka isplake

Page 41: P8 - fluidi

41

3.1. Mineralni koloidi:

Uz vodu, to su osnovni materijali za isplaku na bazi vode i koriste se za obrazovanje suspenzije, tiksotropije, gelova i viskoznosti. Dele se u dve osnovne grupe:

-gline za slatku vodu-bentoniti

-gline za slanu vodu –atapulgiti

Bentonit:

Bentonit je vrsta gline sa najvećim sadržajem minerala monmorilonita. “Wyoming”bentonit se smatra najkvalitetnijim bentonitom u svetu i služi kao etalon za određivanje kvaliteta svih ostalih bentonita.

Za početno bušenje količina bentonita za pravljenje suspenzije može da iznosi 10-12%, a u kasnijim fazama izrade bušotine uobičajeno se smanjuje do 6%. Kvalitet bentonita utvrđen je API standardom, prema kome 6% suspenzija bentonita treba da zadovolji sledeće uslove:

-Očitavanje na “Fann” viskozimetru pri 600 o/min: 30 minimum

-Granica tečenja : 3 Pa minimum

-Filtracija : 15 ml na 30 min.maksimum

-Ostatak na situ od 200 “mesh”-a : 4% maksimum

-Sadržaj vlage : 10% maksimum

Page 42: P8 - fluidi

42

Atapulgit:

Ako voda za isplaku sadrži mnogo soli, ili ako isplaku obrađujemo na bazi morske vode, upotrebljava se atapulgit glina. Sa ovom glinom postiže se ista viskoznost i gelovi kao i sa bentonitom pri istim koncentracijama. Uobičajeno se od jedne tone atapulgit gline može u slanoj vodi dobiti oko 11 m3 isplake viskoznosti 15 mPas.

U svetu su poznati sledeći trgovački nazivi za atapulgit: “Zeogel”, “Salt gel”, “Mesuco salt clay”, “Solt water gel” itd.

Page 43: P8 - fluidi

43

3.2. Organski koloidi:

Organski koloidi se koriste za smanjenje fitracije i kontrolu reoloških osobina isplake. Najčešće se koristi karboksilmetilceluloza (CMC) i skrob.

Karboksilmetilceluloza (CMC):

Dodatkom CMC-a u vodu on u njoj disperguje, tj. veže vodu za sebe i na taj način snižava filtraciju isplake. Pored toga, CMC obavija čestice bentonita i tako ih donekle štiti od loših uticaja zagađivača. Otporan je na delovanje bakterija, a temperaturna stabilnost mu je između 140-160ºC.

CMC se dodaje u isplaku preko vakum levka tako što se obradi kompletna količina isplake u cirkulaciji ravnomernim dodavanjem. Za normalnu obradu isplake potrošnja CMC-a se kreće od 0,5-1 kg po metru bušenja, a u dubljim bušotinama i 2-4 kg po izbušenom metru .

U našoj zemlji CMC se proizvodi pod nazivom “Lucel”, a u svetu se pojavljuje pod različitim imenima kao što su: “Antisol”, “Mesuco CMC”, “Cellex”, “Magco CMC” itd.

Page 44: P8 - fluidi

44

Skrob:

Skrob spada u više polisaharide koji se koloidno rastvaraju u vodi, pa se na toj osobini i zasniva upotreba skroba u isplaci kao aditiva za regulaciju filtracije.

Stabilan je do temperature od 120ºC, pa ga iznad te temperature ne treba upotrebljavati. Skrob je podložan delovanju bakterija koje ga razgrađuju (penjenje, neugodan miris i dr.), tako da pre obrade isplake skrobom treba dodati bicida koji će uništiti bakterije. Skrob se, takođe, u isplaku dodaje preko vakum levka u količini od 8-10 kg/m3.

3.3. Razređivači i deflokulanti:

Razređivači (dispergatori) se koriste za smanjivanje viskoznosti i regulaciju gelova isplake, a da pri tome ne utiču na gustinu isplake. Upotreba razređivača, takođe, poboljšava koloidno stanje isplake i njenu stabilnost.

Razređivači adsorbiraju čestice glina, tako da zadovoljavaju preostale valence, što rezultira u smanjenju privlačnih sila između čestica. Odbojne sile preovladavaju i čestice su sasvim dispergovane.

Razređivači deluju i kao deflokulanti, direktno ili preventivno, zaštićujući koloide prisutne u isplaci i sprečavaju zagađenje.

Celokupno delovanje razređivača zavisi od prirode razređivanja, prirode elektrolita prisutnih u isplaci, alkaliteta isplake itd. Razređivači i deflokulanti mogu biti:

-Mineralni razređivači

-Organski razređivači

Page 45: P8 - fluidi

45

Mineralni razređivači:

U mineralne razređivače spadaju:

-voda

-kompleksni fosfati

Voda:

Voda smanjuje reološke osobine isplake, ali i uvek snižava gustinu isplake pa je neophodno dodati i materijale za otežavanje.

Kompleksni fosfati:

Veliki broj fosfata može se koristiti u isplakama za smanjenje viskoznosti, ali je njihova primena ograničena, jer su svi danas poznati fosfati nestabilni na temperaturama iznad 60ºC, tako da se praktično mogu primenjivati u plitkim bušotinama koje ne zahtevaju kvalitetnu isplaku.

Page 46: P8 - fluidi

46

Organski razređivači:

Među organskim razređivačima su:

-tanini

-lignin i derivati lignina

-huminske kiseline

-neke površinsko aktivne tvari

-neki sintetički polimeri

Page 47: P8 - fluidi

47

Lignin i derivati lignina:

Od organskih razređivača najširu primenu imaju lignin i derivati lignina. Ligninski derivati koji se najčešće koriste su lignosulfonati. Lignosulfonati se adsorbiraju na ivicama i površinama čestica sprečavajući delovanje sila među česticama i na taj način regulišu gelove, držeći sistem u dispergovanom stanju. Osim toga oni regulišu reološka svojstva, smanjuju filtraciju, što čini isplaku otpornijom na zagađivanje i delovanje temperature.Takođe, lignosulfonati mnogo bolje deluju ako su u zajednici sa kaustičnom sodom. Lignosulfonati se mogu koristiti u obliku:

-kalcijum lignosulfonata

-natrijum lignosulfonata

-ferohromlignosulfonata (FCL)

-ferolignosulfonata

Od svih lignosulfonata ferohromlignosulfonat (FCL) je najefikasniji i deluje praktično u svim tipovima isplake na bazi vode. Isplaka obrađena ferohromlignosulfonatima može podneti visoku temperaturu, tj. temperaturno je stabilna do l a u zavisnosti od dodate količine ponaša se kao:

-razređivač u koncentraciji od 2-8 kg/m3

-inhibitor bubrenja glina i aditiv za kontrolu filtracije pri upotrebi viših koncentracija od 20-40 kg/m3

Page 48: P8 - fluidi

48

Upotreba hroma, kao što je već i rečeno, je ograničena ili zabranjena u nekim područjima pa je iz tog razloga upotreba ferolignosulfonata (FL) kao razređivača u isplakama značajnija.

Lignosulfonati se na tržištu pojavljuju pod sledećim nazivima: “Pinasol”(modifikovani lignosulfonat), “Serla-sol CR” (modifikovani hromlignosulfonat), “Mesuco Lignosulfonate” (hrom-polimerizovani natrijum lignosulfonat), “Q-Broxin”(ferohromlignosulfonat), itd.

Page 49: P8 - fluidi

49

3.4. Hemikalije za isplaku:

U hemikalije za isplaku uglavnom spadaju: kaustična soda, kalcinirana soda, soda bikarbona, gips, itd.

Kaustična soda (NaOH):

Kaustična soda koristi se u isplakama u sledećim slučajevima:

-za povišenje pH vrednosti u cilju povećanja delotvornosti organskih materijala (razređivači i aditivi za kontrolu fitracije)

-za povećanje izdašnosti glina

-za smanjenje rastvorljivosti nekih kalcijumovih soli, a takođe pomaže i kontroli rastvorljivosti kreča

-za taloženje kalcijuma po sledećoj reakciji:

2 NaOH + CaSO4 Na2SO4 + Ca(OH)2

Kalcinirana soda (Na2CO3):

Kalcinirana soda koristi se u sledećim slučajevima:

-za povišenje izdašnosti glina

-za taloženje, tj. neutralizaciju kalcijuma koji deluje kao zagađivač po reakciji:

Na2CO3 + Ca++ = CaCO3 + 2 Na+

Page 50: P8 - fluidi

50

Soda bikarbona (NaHCO3):

Soda bikarbona se prvenstveno koristi pri bušenju cementa. Ona taloži, tj. neutralizuje kalcijum iz cementa prema reakciji:

NaHCO3 + ca(OH)2 CaCO3 + NaOH + H2O

Gips (CaSO4 H2O):

Kalcijum sulfat (CaSO4) iz rastvorenog gipsa koristi se za izradu isplake na bazi gipsa. Rastvorljivost gipsa je 2,14 kg/m3 u slatkoj vodi pri 20ºC. Kalcijumovi joni iz rastvorenoggipsa sprečavaju bubrenje nabušenih glinenih čestica i omogućavaju bušenje sa višim sadržajem čvrstih čestica pri istom viskoznošću.

Page 51: P8 - fluidi

51

3.5. Specijalni materijali za isplaku:

Većina od tih materijala je patentirana od strane proizvođača, pa je teško govoriti o njihovom hemijskom sastavu.

Materijali za stabilizaciju zidova kanala bušotine:

To je smesa nekoliko materijala kao što su: natrijum asfaltni sulfat, asfalt fenolat, oksidirani asfalt i anorganske soli. Oko 70% takvih produkata rastvara se u vodi ili dizel ulju, a oko 30% finih asfaltnih čestica ostaje nerastvoreno u isplaci. Te nerastvorljive čestice vrše začepljenje mikropukotina u stenama čime se sprečava prodor filtrata u te mikropukotine, a time i kvašenje, odnosno obrušavanje nestabilnih stena. Pored toga, ti materijali deluju povoljno i na smanjenje trenja i lepljivosti, kao i torzije bušaćeg alata. Takođe, ovi materijali su našli primenu u smanjivanju fitracije i debljine glinene obloge. U procesu izrade kanala bušotine primenjuju se kod pojave nestabilnosti kanala bušotine, a mogu se dodati isplaci i kao preventiva ako se takvi slojevi očekuju.

Proizvode se pod raznim imenima kao što su: “Stabil-hole” (rastvorljiv u dizel ulju), “Thermi seal” (rastvorljiv u vodi) itd.

Page 52: P8 - fluidi

52

Odglavljivači:

Statistički podaci pokazuju da je uzrok oko 70-80% prihvata (zaglava) bušaćeg alata prilepljivanje o zid bušotine, kao posledica diferencijalnog pritiska. Utiskivanje naftne kupke često je neuspešno jer nafta ili dizel ulje ne prodire uvek između obloge, tj. isplačnog kolača i metala. Dodavanjem površinski-aktivnih agensa dispergovanih u nafti dobija se željeno kvašenje između zida bušotine i metala. Nafta (dizel ulje) prodire u membranu metal-obloga i površina dodira zid bušotine-bušaći alat se smanjuje. Najčešće korišćeni odglavljivači, koji se dodaju naftnim kupkama, poznati su pod nazivima: “Pipe Lax” i “SF-100”.

“Pipe Lax”:

Delovanje naftne kupke sa “Pipe Lax”-om se ogleda u tome što on iz isplačnog kolača upija vodu čime dolazi do rastvaranja, tj. pucanja isplačnog obloga. Kroz nastale pukotine u isplačnom kolaču probija se nafta (dizel ulje), što dovodi do izjednačavanja pritiska oko bušaćeg alata i njegovog oslobađanja. Potrebna količina “Pipe Lax”-a za izradu naftne kupke iznosi od 35 lit/m3 sirove otplinjene nafte, ili 23 lit/m3 dizel ulja. Takve kupke se mogu upotrebiti samo u neotežanim isplakama.

“SF-100”:

SF-100” primenjuje se za pripremu tzv. “otežanih kupki”, jer rastvoren u dizel ulju može se otežati baritom do gustine od 2,16 kg/dm3. Njegova priprema je naročito poželjna kada u kanalu bušotine želimo sprečiti neuravnoteženost stuba isplake, do čega bi došlo ako bi se upumpala čista nafta ili dizel ulje.

Page 53: P8 - fluidi

53

Otpenjivači (defoameri):

Ti materijali deluju kao odvajači pene iz isplake, to su:

-aluminijum stearat

-površinski aktivna sredstva

-viši alkoholi

Aluminijum stearat mora se rastvoriti u dizel ulju pre nego što se doda u isplaku. Rastvara se 5 kg aluminijum stearata u 25 lit. dizel ulja.

Alkoholi (“Surflo W-300”) i površinsko aktivna sredstva (“Aktaflo-S”) upotrebljavaju se u tečnom obliku. Dodavanje otpenjivača u isplaku vrši se puštanjem smeše da lagano kaplje u isplačna korita, što bi trebalo da odgovara količini od 0,1 do 0,3 lit/m3 isplake.

Page 54: P8 - fluidi

54

3.6. Oteživači za isplaku:

Gline su osnovni materijali za izradu koloidnih suspenzija, ali se samo sa njima ne mogu izraditi isplake potrebnih gustina. Iz tog razloga nephodno je dodati oteživač, da bi se dobila zahtevana gustina isplake. Oteživači moraji ispuniti sledeće zahteve:

-njihova gustina treba da bude takva, da razumna količina oteža isplaku koliko je to potrebno

-količina oteživača ne sme povisiti sadržaj čvrstih čestica do visine koja nije u skladu sa održavanjem pravilne reologije

-oteživači moraju biti inertni (nerastvorljivi) tako da ne flokuliraju osnovnu isplaku

-rastvorljive soli ne smeju biti u oteživaču jer će prouzrokovati zagađenje isplake

-oteživači moraju imati odgovarajuće dimenzije čestica, tako da ne dolazi do taloženja

-oteživači moraju biti što manje abrazivni

U praksi se najčešće koriste sledeći oteživači:

-Barijum sulfat (barit)

-Kalcijum karbonat (kredofil)

Page 55: P8 - fluidi

55

Barijum sulfat BaSO4 (barit):

Barijum sulfat ili barit se najčešće koristi kao oteživač u svim tipovima isplake jer je inertan, tj. nerastvorljiv. Gustina mu je od 3,8 do 4,3 kg/dm3. On omogućava da se gustina isplake može povećati do 2,40-2,50 kg/dm3, što odgovara prosečnim gradijentima frakturiranja (loma) stena, čime je i pokriven raspon vrednosti potrebnih gustina isplaka za normalno bušenje

Prema API standardu, barit, u pogledu kvaliteta, treba da zadovolji sledeće zahteve:

-gustina : 4,2 kg/dm3 minimum

-sadržaj rastvorljivih soli : 250 ppm maksimalno

-ostatak na situ od 200 “mesh”-a : 3% maksimum

-ostatak na situ od 325 “mesh”-a : 5% minimum

Barit se dodaje u isplaku preko vakum levka, a brzina dodavanja zavisi od kapaciteta primanja levka.

Page 56: P8 - fluidi

56

Potrebna količina barita za otežavanje isplake računa se prema jednačini:

( )is

žb

isžbb VX ⋅

−−

=ρρρρρ

gde su:

Xb - potrebna količina barita (tona)

Vis - ukupna zapremina isplake koja se otežava (m3)

ρb - gustina barita (kg/dm3)

ρž - željena gustina isplake (kg/dm3)

ρis - gustina postojeće isplake (kg/dm3)

Bitno je naznačiti, da prilikom dodavanja barita, svake 4 tone povećavaju zapreminu isplake koja se otežava za 1 m3 (odnosi se na barit gustine 4,0 kg/dm3).

Page 57: P8 - fluidi

57

Za smanjenje gustine isplake, isplaci se mora dodati voda. Potrebna količina vode za smanjenje gustine isplake računa se po jednačini:

isžis

isžv VX ⋅

−−

=ρρρρ

gde su:

Xv - potrebna količina vode (m3)

Vis - ukupna zapremina isplake koja se olakšava (m3)

ρž - željena gustina isplake (kg/dm3)

ρi- gustina postojeće isplake (kg/dm3)

Page 58: P8 - fluidi

58

Kalcijum karbonat (CaCO3):

Kalcijum karbonat ima gustinu od 2,70 kg/dm3. Taj oteživač se primenjuje u vodeno baznim isplakama do maksimalnih gustina 1,25-1,35 kg/dm3, a takođe i u emulzionim isplakama do gustine 1,20-1,25 kg/dm3. Upotreba kalcijum karbonata kao oteživača posebno se preporučuje za bušenje kroz produktivne slojeve, ili za paker fluide, jer se lako može rastvoriti kiselinama.

3.7. Materijali za sprečavanje gubitaka isplake:

U toku bušenja kroz formacije visoke propusnosti, ili sa pukotinama i kavernama, često dolazi do gubitaka isplake. Ti gubici usled pritiska stuba isplake, koji je viši od pritiska fluida u stenama (pornog pritiska), mogu se sprečiti smanjenjem gustine isplake i dodavanjem čepljivog materijala. Ako ti postupci ne saniraju gubitke isplake, mora se pristupiti postavljanju čepa u zonu gubitaka. Materijali za začepljivanje zona gubitaka svrstani su u 5 grupa:-zrnasta čepila-vlaknasta čepila-pločasta čepila-čepovi za gubitke, tj. učvršćivanje čepila-bubreći materijali

Page 59: P8 - fluidi

59

Zrnasta čepila:

Zbog svoga uglastog oblika i granulometrijske raspodele ti materijali deluju tako da duboko preprečuju pukotine. Imaju visoku mehaničku otpornost na diferencijalni pritisak. Koriste se čvrsti i oblikom nepravilni materijali kao što su:

-orahove ljuske (obasil), veličine zrna 0,5-2 mm

-“Perlit”, produkt vulkansko-staklastog silikatnog minerala koji se melje na veličinu zrna peska

-koštice breskve, trešnje, maslina itd.

Dodavanje ovih materijala u isplaku obavlja se preko vakum levka i to: obasil u količini 30 kg/m3, a “Perlit” od 5-10 kg/m3.

Vlaknasta čepila:

Karakteristika tih vrsta čepila je da imaju nisku mehaničku otpornost, tako da se vlakna lome pod uticajem diferencijalnog pritiska, i pletu mrežu oko zone gubitaka. To su uglavnom:

-mleveni liskun su, uopšteno gledano, alumosilikati sa sadržajem hidroksila i alkalija, a karakteristična im je osobina cepljivost do izvanredno tankih listića

-celofanski listići dobijeni od celofanskih otpadaka sečenjem (5-20 mm širine i 5-50 mm dužine)

U isplaku se dodaju u količini od 5-10 kg/m3.

Page 60: P8 - fluidi

60

Pločasta čepila:

Ta vrsta čepila služi za površinska začepljivanja. Obično se koriste zajedno sa zrnastim i vlaknastim čepilima. To su razni celofanski otpaci i sl.

Čepovi za gubitke:

Karakteristika tih vrsta čepila je da su oni tečni kada se utiskuju, a vremenom očvrščavaju u kanalu bušotine. Utiskuju se u fazama (obrocima) u zonu gubitaka i to su:

-cementne mešavine

-mešavine cementa i dizel ulja, tako su pripremljene da dolazi do hidratacije cementa u zoni gubitaka

-polimerizovane smole

Page 61: P8 - fluidi

61

Bubreći materijali:

Ta vrsta materijala za začepljivanje omogućuje taloženje čepa velikog viskoziteta u zoni gubitaka, a u to uglavnom spadaju:

-isplake na bazi bentonita zgusnutog nekim alkalnim materijalom usporenog delovanja. Isplaka je pumpabilna sve do zone gubitaka pre nego što materijal počne da reaguje;

-isplaka visokog sadržaja čvrstih čestica razređena na površini da se omogući utiskivanje. Isplaka se zgusne u zoni gubitaka kad delovanje razređivača razori temperatura ili neka dodata hemikalija;

-mešavina dizel ulja i bentonita (DOB čep), pripremljena tako da dolazi do hidratacije bentonita u zoni gubitaka.

Page 62: P8 - fluidi

62

KRAJ