17.09.2019
На сегодняшний день услуги профессионального клининга пользуются большим спросом среди разнообразных коммерческих учреждений и...


17.09.2019
На сегодняшний день многие люди относятся к подоконнику как к чему-то само собой разумеющемуся и применяют его, как максимум, в...


17.09.2019
На сегодняшний день автоматизация производственных процедур является важнейшим этапом развития любой компании. Ленточный конвейер...


17.09.2019
Мебель из дерева издревле является наиболее популярной. Известно, что даже трон у египетского Фараона был выполнен из массива...


17.09.2019
В нынешнем темпе жизни городского жителя, очень часто можно наблюдать картину, когда окружающая среда настолько начинает влиять...


16.09.2019
Выбор букмекерской конторы – важный этап, без правильного прохождения которого успешная и длительная игра на ставках будет просто...


Технологическая характеристика глин

15.07.2019

Глины и глинопорошки, используемые для приготовления и регулирования свойств промывочных жидкостей, обычно состоят из смеси различных глинистых минералов (монтмориллонита, гидрослюды, палыгорскита, каолинита и др.), но существуют месторождения с мономинеральным или близким к мономинеральному составам. К числу мономинеральных относятся аскангель, саригюх, черкасский бентонит, черкасский палыгорскит и др.

Бентониты получили большое распространение в нефтедобывающей промышленности. Бентонитами принято называть такие глины, в которых содержание минералов монтмориллонита и бейделлита превышает 75% и которые образовались из изверженных пород и вулканических пеплов. Иногда бентонитами условно называют глинистые породы, содержащие в основном минерал монтмориллонит, но не имеющие вулканического происхождения.

Бентониты принято подразделять на щелочные бентониты, щелочноземельные бентониты, щелочные суббентониты и щелочно-земельные суббентониты. В составе обменной емкости щелочных бентонитов преобладают одновалентные металлы Na+ и K+- Щелочные бентониты хорошо набухают, увеличиваясь в объеме в несколько раз, суспензии щелочных бентонитов характеризуются высокой тик-сотропностью и высоким осмотическим давлением. При сравнительно низкой концентрации в воде (6—8%)’ щелочные бентониты образуют высоковязкие суспензии, что делает применение натриевых бентонитов в бурении чрезвычайно экономически выгодным. В отличие от суббентонитов коллоидно-химические свойства бентонитов не изменяются после кипячения их с 25%-ной серной кислотой в течение 30 мин с последующей промывкой и обработкой хлористым натрием.

Щелочные бентониты могут переходить в щелочноземельные при обработке их растворами щелочноземельных металлов. Щелочноземельные (кальциевые) бентониты в естественном виде не обладают особыми преимуществами по сравнению с полиминеральными глинами, но после перевода их в натриевую форму (путем обработки кальцинированной содой) приобретают положительные свойства натриевых бентонитов. Щелочноземельные бентониты имеют низкое осмотическое давление, слабо набухают и слабо диспергируются в воде. Устойчивые водные суспензии из щелочноземельных бентонитов могут образоваться при их более высоких концентрациях.

Щелочные и щелочноземельные суббентониты отличаются от соответствующих бентонитов менее выраженными коллоидными свойствами и меньшей набухаемостыо. При кипячении их с серной кислотой 25%-ной концентрации и последующей обработке KaCl суббентониты в отличие от бентонитов резко теряют первоначальные свойства.

В буровой практике США принято делить глины на бентонитовые и «прочие», хотя В.Ф. Роджерс приводит и другую классификацию, основанную на величине выхода глинистого раствора вязкостью 15 спз из 1 т глины. Классификация В.Ф. Роджерса приведена в табл. 23.
Технологическая характеристика глин

Р. Грим приводит более подробную характеристику месторождений глин, используемых для приготовления глинистых растворов в США (табл. 24).

Характеристики некоторых глин и глинопорошков, используемых для приготовления глинистых растворов в СССР, показаны в табл. 25 и 26. Анализируя данные о применении глин и глинопорошков для приготовления глинистых растворов, можно сделать вывод, что основным показателем, определяющим качество глины, является расход ее на приготовление 1 м3 промывочной жидкости или (что одно и то же) выход глинистого раствора из 1 т глины. Можно также заметить, что большой выход глинистого раствора дают бентонитовые глины. Однако и между бентонитами имеется довольно существенная разница. Так, калифорнийский гекторит дает 23 м3 из 1 т глины, вайомингский — 18 м3, саригюхский — 14 м3, а техасский — всего 2,6 м3. Как видим, принадлежность к бентонитам не всегда определяет качество глины.

А.И. Золотарева и др. установили, что химическая активация горбского и городищенского глинопорошков позволяет значительно улучшить коллоидно-химические, структурно-механические и фильтрационные свойства глинистых растворов. Это способствует снижению расхода глинопорошков при бурении. По эффективности влияния изученные реагенты располагаются в следующем порядке: фтористый натрий, кальцинированная сода, пирофосфат натрия, каустическая сода, триполифосфат натрия, сульфат натрия. В промышленных условиях лучше пользоваться кальцинированной содой, оптимальная добавка которой для горбской глины составляет 3%, а для городищенской — 2%. Возможность использования различных глин и глинопорошков для приготовления глинистых растворов и оценка их технологических свойств могут осуществляться но следующим основным технологическим показателям, которые в свою очередь зависят от минералогического состава, величины и состава обменного комплекса глин.

1. Расход на приготовление 1 м3 глинистого раствора или выход глинистого раствора из 1 т глины.

2. Содержание песка в глинистом растворе, т. е. количество Heраспустившихся частиц.

3. Водоотдача глинистого раствора с нормальной концентрацией глины (нормальной концентрацией считается такая, при которой вязкость глинистого раствора составляет 25±1 с).

4. Солестойкость необработанного глинистого раствора с нормальной концентрацией глины.

Водоотдача необработанного глинистого раствора на пресной воде сравнительно легко регулируется и поэтому при выборе глины не имеет столь существенного значения, как расход глины и содержание песка. Однако расход глины и водоотдача связаны между собой: чем меньше расход глины, тем меньше водоотдача и наоборот. Поэтому при выборе сырья отдают предпочтение тем глинам, которые обеспечивают более низкую водоотдачу при одинаковом расходе глины на приготовление 1 м3 глинистого раствора. В зависимости от расхода для приготовления 1 м3 глинистого раствора с нормальной вязкостью (25±1 с по СПВ-5) целесообразно разделить глины (глинопорошки) на четыре сорта. Глинопорошки и глинистые растворы должны иметь показатели, соответствующие приведенным в табл. 27.

Определение тонкости помола глинопорошков целесообразно производить мокрым способом. Для этого берут сита № 05 и № 0075 (с размерами отверстий соответственно 0,5 и 0,075 мм), смачивают их водопроводной водой и устанавливают сито № 05 над ситом № 0075. Затем отвешивают 10 г исследуемого глинопорошка, высыпают его на верхнее сито и промывают слабой струей воды (из промывалки) в течение 5—7 мин. После этого снимают сито № 05, смывают с него остаток в чашку, которую помещают в сушильный шкаф, сито № 0075 промывают еще в течение 5—7 мин и также смывают остаток в чашку, которую помещают в сушильный шкаф. После высушивания остаток глинопорошка взвешивают с точностью до 0,1 г и рассчитывают в процентах к первоначальной навеске.

Определение влажности производят двумя способами.

1. Навеску 50 г глинопорошка (с точностью до 0,1 г) помещают в сушильный шкаф в открытом металлическом или стеклянном сосуде. Толщина слоя не должна превышать 10 мм. Высушивают при температуре 100±5°С, пока разность между двумя последовательными взвешиваниями не будет превышать 0,1 г. Первое взвешивание производят не ранее чем через 6 ч, повторные — через каждый час. Для контрольного взвешивания образец вынимают из сушильного шкафа, охлаждают в эксикаторе с безводным хлористым кальцием или серной кислотой (концентрация не менее 94%, удельный вес 1,84 гс/см3) и взвешивают. Содержание влаги nв (в процентах) вычисляют с точностью до 1% по формуле

где P — вес влажного образца; P1 — вес высушенного образца.

2. Для ускорения определения влажности 10 г глинопорошка помещают в медную или алюминиевую чашку, чтобы толщина слоя не превышала 2 мм, и нагревают инфракрасной лампой, находящейся на расстоянии 15 см от поверхности порошка. Взвешивания производят через каждые 5 мин до постоянства веса. Расчет ведут по вышеприведенной формуле.

Солестойкость глины целесообразно определять путем добавления 20% поваренной соли в глинистый раствор, имеющий вязкость 25±1 с. Если при этом соленый глинистый раствор отвечает приведенным ниже требованиям, то данную глину считают солестойкой:

а) вязкость соленого глинистого раствора не должна превышать вязкость пресного раствора более чем на 15 с и не должна уменьшаться при повторной проверке через трое суток;

б) водоотдача соленого глинистого раствора не должна превышать водоотдачу пресного раствора более чем на 30%.

Для проверки солестойкости берут 400 г солеустойчивой глины или глинопорошка, смешивают с равным повесу количеством воды и оставляют в покое на 30 мин. Затем полученный глинистый раствор размешивают с помощью механической пропеллерной мешалки со скоростью вращения 500—800 об/мин в течение 1 ч. После перемешивания вязкость раствора разбавлением водой доводят до 25±1 с и определяют основные параметры. Для определения солеустойчивости в оставшийся глинистый раствор вводят 20% NaCl, перемешивают в течение 15 мин и вновь определяют параметры. Через трое суток повторяют измерения. Параметры глинистых растворов, приготовленных из солестойких глин, мало изменяются при увеличении концентрации соли. В табл. 28 показаны основные параметры глинистого раствора из солестойкого черкасского палы-горскита.

Следует отличать истинную солестойкость от временной. Некоторые глины проявляют удовлетворительную солестойкость сразу же после добавления соли, однако параметры глинистого раствора, в котором содержится соль, ухудшаются во времени. Такие глинистые растворы не стабильны, что может быть обнаружено при повторном определении параметров через трое суток.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна