viagra super force

+7(495) 123-XXXX  г. Москва

The Latest Publications in the Series "Humanities"

Journal ISSUES

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

Г.А. Тептерева,  (К.х.н., доцент, Уфимский государственный нефтяной технический университет)

С.Ю. Шавшукува,  (Д.т.н., профессор, Уфимский государственный нефтяной технический университет)

Серия «Гуманитарные науки» # АВГУСТ  2017

Этапы развития буровых промывочных жидкостей
В древние времена бурение проводилось на воде и образующаяся в процессе углубления скважины жидкость обозначалась как «буровая грязь». Появление термина «буровая промывочная жидкость» относится к 19 веку. Накопленный объем практических знаний только к первой половине 20 столетия был обобщен, опубликован и частично запатентован. В этот же период появилось направление химической обработки промывочных жидкостей. В последующие десятилетия в СССР появились учебные учреждения и научные школы, изучающие гидравлические, механические и химические особенности процесса бурения. В настоящее время ассортимент химических реагентов для обработки промывочных жидкостей с целью придания им заданных технологических свойств и характеристик постоянно расширяется и насчитывает уже тысячи различных рецептур.

Ключевые слова: Этапы развития буровых промывочных жидкостей, химическая обработка буровых растворов, роторное бурение, полимерные буровые реагенты.

 

Развитие технологий бурения скважин в значительной степени зависит от качества применяемых буровых растворов, которые должны способствовать разрушению горных пород, предупреждать возникновение осложнений в стволе скважины, обеспечивать высококачественное вскрытие продуктивных пластов, сохранять их естественные коллекторские свойства.

История применения растворов при бурении скважин насчитывает более двух тысяч лет. Еще в древнем Китае для удаления выбуренной илистой массы желонками применялось смачивание забоя скважины водой, при этом использовался метод ударного бурения [1]. Вместо термина «буровой раствор» долгое время употреблялись выражения «буровая грязь» или «буровая жидкость», позднее «глинистый раствор», «промывочный раствор», «промывочная жидкость».

В истории буровых растворов важным является 1846 год, когда французский инженер Фовелль открыл способ непрерывной очистки скважин от бурового шлама циркулирующим потоком воды. Сущность способа заключалась в том, что с поверхности земли по полым трубам в скважину насосами закачивалась вода, выносящая кусочки породы наверх. Принцип очистки остался неизменным до настоящего времени.

Первые патенты на буровые растворы в 1887 году получили А. Краузе и М. Чепмен [2].

Наибольшее развитие теория и практика применения буровых растворов получила в XX веке в связи с бурным развитием науки и техники бурения.

Первый этап, которым можно обозначить первое двадцатилетие XX века, связан с общенаучными методами эмпирического познания, к которым относятся наблюдение и эксперимент. В 1914 году появились первые публикации А. Хеггмана и Д. Полларда по исследованию буровых жидкостей. В 1916 году получили известность публикации А. Льюиса и В. Мак-Мюррея по исследованию промывки скважин, в которых были рассмотрены такие практические аспекты, как создание рецептур промывочных жидкостей, меры по предотвращению газопроявлений, осыпей и обвалов стенок скважин. Однако, прошло еще десятилетие прежде, чем результаты этих исследований получили практическое применение. Это произошло после того, как Б. Строудом были предложены различные виды реагентов-утяжелителей и методы утяжеления промывочных жидкостей. К этому времени был обобщен некоторый практический опыт по регулированию свойств природных глин и суспензий применением углекислых солей (кальцинированной соды), солей ортофосфорной и кремниевой кислот (фосфатов и силикатов). Изучалось влияние электролитов и различных наполнителей для борьбы с поглощениями промывочной жидкости [1-5].

В сентябре 1918 года по инициативе профессора кафедры минералогии Московского государственного университета и заведующего Отделом высших учебных заведений Наркомпроса Д.Н. Артемьева и заведующего горного отдела ВСНХ Н.М. Федоровского был издан Декрет СНК об учреждении Московской горной академии (МГА), где в 1920 году по инициативе члена Главного нефтяного комитета ВСНХ РСФСР И.М. Губкина в МГА была создана кафедра нефтяного дела, на базе которой началась подготовка инженеров-нефтяников по специальностям «нефтепромысловое дело» и «нефтепереработка». С МГА связана плеяда видных ученых и специалистов, таких как А.Д. Архангельский, Д.В. Голубятников, Л.С. Лейбензон, Г.Ф. Мирчинк, С.С. Наметкин, В.А. Обручев, Н.С. Шатский, внесших неоценимый вклад в развитие горного дела [6].

Второй этап – 1920-е годы, связан с реконструкцией в ударном бурении и совершенствованием методов роторного бурения. В 1922 году М.А. Капелюшниковым были заложены научные основы турбинного бурения – метода, не имеющего на тот момент аналогов в мировой технике [7-10].

Еще одним важным моментом в истории промывочных жидкостей является 1921 год, когда была сделана первая попытка регулирования их качества путем применения специальных добавок. В 1929 году в технологии бурения начали применять такие химические реагенты, как каустическая сода и алюминат натрия. В том же году были выданы патенты Х.Г. Кроссу и Харту, предложившим использовать бентонитовые глины с окисью магния в качестве добавки для улучшения структурных свойств растворов [11].

Третий этап развития буровых растворов относится к 1930-40-м годам. В СССР это время исследований состава, свойств и способов регулирования параметров промывочных жидкостей связано с именами советских ученых К.А. Царевича, Р.И. Шищенко [12] в работах которых показано, что основными факторами, оказывающими влияние на состояние пристенного участка ствола продуктивного интервала, являются состав бурового раствора (технологической жидкости), его физико-механические свойства, величина избыточного давления между скважиной и пластом, длительность взаимодействия скважинной жидкости с пластовым флюидом, конструкция бурильной колонны и скважины, литологический состав пород коллектора, термобарические условия и множество других факторов [13-15]. Примечательной в истории развития теории и практики буровых промывочных жидкостей является личность Константина Алексеевича Царевича. Им разработана методика измерения гидравлических параметров раствора, определены опытные коэффициенты и предложены формулы для расчета гидравлических потерь при движении раствора по трубам. По его инициативе и при ближайшем участии в ВНИИнефти были созданы лаборатории подземной гидродинамики, физики и термодинамики пласта, электромоделирования, нефтепромысловой геологии и разработки. Эти лаборатории составляли единый комплекс, сосредоточивавший свои усилия на решении проблем рациональной разработки нефтяных и газовых месторождений. До последних дней жизни К.А. Царевич занимался исследованием фильтрации промывочной жидкости, в том числе и газированной.

В 1937 году в США В. Льюисом и др. были успешно испытаны буровые жидкости на нефтяной основе, применение которых позволяло сохранить естественную проницаемость продуктивных пластов. Большое число исследования в этот период было посвящено вопросам химической обработки промывочных жидкостей [3].

Период 1950-60-х годов можно назвать четвертым периодом истории развития буровых растворов, когда активные исследования в данной области проводятся под руководством Р.И. Шищенко – крупного ученого в области нефтегазового производства, общепризнанного основоположника гидравлики глинистых и цементных растворов в Советском Союзе, изучавшего реологические свойства буровых растворов на основе приложимости уравнения Шведома-Бингама [16].

Совместно с башкирским ученым-нефтяником М.Р. Мавлютовым Р.И. Шищенко определил коэффициенты расхода и сопротивления по формулам вязких жидкостей. По данным Р.И. Шищенко и А.М. Аванесовой, повышение давления до 400 кгс/см2 не влияет на реологические свойства химически обработанных глинистых растворов, пластическая вязкость необработанных растворов повышается незначительно. В эти же годы исследования А.Х Мирзаджанзаде [17], М.К. Сеид-Рза, М.А. Хасаева и Р.А. Гасанова [18] показали, что эффективность бурения во многом зависит как от конструкции скважины, так и характеристик бурового раствора, в связи с чем возникло направление исследований по приданию буровым растворам заданных технологических свойств, ознаменовавшее пятый период истории развития буровых промывочных жидкостей (1970-80 годы).

В этот период в США при бурении скважин уже применяли полимерные растворы, которые в нашей стране нашли применение лишь в первой половине 1970-х годов. С внедрением в практику буровых полимерных растворов связаны работы Р.С. Ахмадеева, Г.Д. Дедусенко, Э.Г. Кистера [19] Н.Н. Крысина [20], М.И. Липкеса, У.А. Скальской, А.М. Нацепинской, М.К. Турапова, А.У. Шарипова, А.И. Пенькова, И.Ю. Хариева, Б.А. Андреcона, К.Л. Минхайрова и др. В качестве полимеров использовались ГПАА, метас, гипан, реагент К-4, при необходимости в раствор добавляли ингибирующие добавки, некоторые виды отходов металлургических и химических производств.

Этот период также связан с именами В.С. Баранова, Г. Лаутона, Г. Грея [21], в работах которых доказана возможность создания буровых растворов с необходимыми для конкретных условий бурения свойствами путем химической обработки промывочных жидкостей такими реагентами, как природные танниды (южноамериканское растение квабрахо), щелочные гуматы (углещелочной реагент на основе бурового угля – УЩР), щелочной крахмал, солестойкая глина, лигносульфонаты.

В последующие годы XX века основной особенностью развития буровых растворов стало широкое внедрение средств и методов их химической обработки. В эти годы было создано множество новых реагентов, среди которых наибольшее практическое значение прибрели защитные коллоиды: карбоксиметилцеллюлоза, акриловые полимеры, модифицированный крахмал, конденсированная сульфит-спиртовая барда, окисленный лигнин, хромлигносульфонаты и др.

В настоящее время ассортимент реагентов буровых растворов исчисляется тысячами наименований, среди которых материалы для приготовления бурового раствора и сотни добавок для регулирования основных и второстепенных показателей свойств бурового раствора, повышения его качества.

В заключении необходимо отметить, что в настоящее время большое значение придается химическим реагентам отечественного производства, что, в связи с курсом на замещение импортной продукции на российском рынке, делает задачу создания новых буровых реагентов весьма актуальной. В частности, перспективным является вопрос расширения ассортимента буровых реагентов полисахаридными композициями на основе лигносульфонатов, как эффективных понизителей вязкости и фильтрации буровых промывочных жидкостей [22, 23].


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Виргинский В.С. Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники с древнейших времен до середины XV века: Книга для учителя. М.: Просвещение, 1993. 288 с.
2. Успех строительства нефтяных и газовых скважин http://pandia.ru/text/77/283/90405.php
3. Овчинников В.П., Аксенова Н.А. Буровые промывочные жидкости.– Тюмень: изд-во «Нефтегазовый университет», 2008.– 309 с.
4. Бесов Л.Н. История науки и техники с древнейших времен до конца XXвека: Учебное пособие.– Харьков: Изд-во Харьковского гос. политех. ун-та, 1996.– 380 с.
5. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки / Сост. М.С. Бастракова и др.– М.: Наука, 1981.– 359 с.
6. Аглиуллин А.Х., Мазитов Р.М., Шавшукова С.Ю., Удалова Е.А., Габитов А.И., Хамидуллина Э.Д. Истоки создания системы нефтегазового образования в России: учебное пособие.– Уфа: УГНТУ, 2016.– 74 с.
7. Зворыкин А.А., Осьмова Н. И., Чернышев В. И., Шухардин С. В. История техники.– М.: Наука, 1962.– 420 с.
8. Кириллин Л.Л. Страницы истории науки и техники.– М., 1986.
9. Лисичкин С.М.Выдающиеся деятели отечественной нефтяной науки и техники.– М.: Недра, 1967.
10. Принципы историографии естествознания.– М., 1993.
11. Рябоконь С.А. Технологические жидкости для заканчивания и ремонта скважин.– Краснодар, 2009. – 337 с.
12. Царевич К.А., Шищенко Р.И., Бакланов Б.Д. Глинистые растворы в бурении.– Баку: Азнефтеиздат, 1935.
13. Кириллин Л.Л. Страницы истории науки и техники.– М., 1986.
14. Наука и культура: Сб. ст. / Отв. ред. В.Ж. Келле.– М.: Наука, 1984.– 336 с.
15. Семенов Н.Н. Наука и общество.– М., 1973
16. Шищенко Р.И., Есьман Б.И. Практическая гидравлика в бурении.– М.: Недра, 1966.
17. Мирзаджанзаде А.Х. Вопросы гидродинамики вязко-пластичных жидкостей в нефтедобыче.– Баку: изд-во «Азернефтнешр», 1959.
18. Сеид-Рза М.К., Фараджев Т.Г., Гасанов Р.А. Предупреждение осложнений в кинетике буровых процессов.– М.: Недра, 1991.
19. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов.– М.: Недра, 1972.– 392 с.
20. Крысин Н.И., Мавлютов М.Р., Ишмухаметова A.M. и др. Применение безглинистых полимерсолевых буровых растворов.– Пермь: Изд-во ПермНИПИнефть, 1983.– 72 с.
21. Грей Дж Р., Дарли Г.С. Состав и свойства буровых агентов (промывочных жидкостей) / Пер. с анг.– М.: Недра, 1985.– 509 с.
22. Гаврилов Б.М. Лигно-полимерные реагенты для буровых растворов. – Краснодар, 2004.– 523 с.
23. Тептерева Г.А., Конесев Г.В., Исмаков Р.А. Основы получения и применения лигносульфонатов в буровой технологии.– Берлин: LAP LAMBERT Academic Pablishing, 2017.– 70 с.


©  Г.А. Тептерева, С.Ю. Шавшукува, Журнал "Современная наука: актуальные проблемы теории и практики".
 

 

 

 
SCROLL TO TOP

 Rambler's Top100 @Mail.ru