fluide de foraj si fluide de izolare_maria georgeta popescu_curs upg

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  • 7/21/2019 Fluide de Foraj Si Fluide de Izolare_Maria Georgeta Popescu_curs UPG

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    UNIVERSITATEA DE PETROL I GAZE PLOIETI

    Maria Georgeta POPESCU

    2002

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    Fluide de foraj

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    I. FLUIDE DE FORAJ1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Natura i compoziia fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1 Clasificarea fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    2.2 Compoziia fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    3 Proprietile fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

    3.1 Densitatea fluidelor de foraj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

    3.2 Viscozitatea aparenti gelaia fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

    3.3 Proprietile reologice ale fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.4 Propieti tixotropice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

    3.5 Coninutul de lichide i solide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

    3.6 Coninutul echivalent de bentonit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

    3.7 Coninutul de nisip. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

    3.8 Coninutul de gaze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

    3.9 Capacitatea de filtrare i colmatare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

    3.10 Indicele pH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

    3.11 Determinarea alcalinitii. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

    3.12 Coninutul de sruri solubile. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

    3.13 Stabilitatea fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

    3.14 Activitatea fazei apoase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.15 Adezivitatea i proprietile lubrifiante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.16 Capacitatea abrazivi eroziv. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    4 Funciile fluidului de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

    4.1 Curirea tlpii sondei de detritus i evacuarea acestuia la suprafa. . . . . 35 4.2 Evacuarea detritusului la suprafa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

    4.3 Stabilitatea pereilor sondei. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

    4.4 Rcirea i lubrifierea sapei i a garniturii de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

    4.5 Capacitatea de meninere a detritusului n suspensie . . . . . . . . . . . . . . . . 48

    4.6 Furnizarea de informaii asupra sondei. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

    5 Aditivi i materiale folosite pentru prepararea i reglarea proprietilor

    fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.1 Materiale pentru reglarea densitii (de ngreuiere) . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

    5.2 Reactivi pentru reglarea viscozitii (reactivi fluidizani) . . . . . . . . . . . . 51

    5.3 Aditivi pentru reducerea filtratului (antifiltrani) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

    5.4 Floculani. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

    5.5 Lubrifiani. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

    5.6 Antispumani. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

    5.7 Inhibitori de coroziune. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

    5.8 Substane tensioactive (STA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

    5.9 Materiale de blocare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

    5.10 Reactivi anorganici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

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    Fluide de foraj

    6

    6 Sistemul ap-argil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

    6.1 Mineralele argiloase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

    6.2 Proprietile mineralelor argiloase n ap. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

    6.3 Fluide de foraj dispersate (clasice) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6.4 Noroaie tratate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

    7 Fluide de foraj inhibitive. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

    7.1 Fluide inhibitive pe bazde ioni de K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

    7.2 Fluide pe bazde sare (NaCl) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

    7.3 Fluidele inhibitive pe bazde calciu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

    8 Fluide pe bazde polimeri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

    8.1 Fluidul tip PARAN (cu polimeri si electrolii) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

    8.2 Fluide cu anhidridmaleic-acetat de vinil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

    8.3 Fluidul tip polimer-calcar granular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

    8.4 Fluidul tip TENSROM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 8.5 Fluidul uor tip AAS 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

    8.6 Fluide pe bazde Poly-Plus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

    8.7 Sisteme de fluide Flo-Pro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

    8.8 Sisteme Glydril. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

    9 Fluide pe bazde produse petroliere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

    9.1 Definire, utilizare, avantaje, dezavantaje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

    9.2 Compoziia generala fluidelor pe bazde produse petroliere. . . . . . . . . 103

    9.3 Proprieti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

    9.4 Prepararea i ntreinerea fluidelor pe bazde produse petroliere. . . . . . . 107

    9.5 Fluidele negre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

    9.6 Emulsiile inverse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10810 Aspecte privind deschiderea stratelor productive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

    10.1 Aprecierea gradului de blocare a zonei din jurul sondei . . . . . . . . . . . . . . 110

    10.2 Fenomene i mecanisme de blocare a stratelor productive . . . . . . . . . . . . 111

    10.3 Fluide de foraj pentru traversarea formaiunilor productive . . . . . . . . . . . 113

    11 Prepararea, tratarea i ntreinerea fluidelor de foraj. . . . . . . . . . . . . . . . . 117 11.1 Sistemul de curire de la suprafa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

    11.2 Diluia necesar meninerii coninutului limit de solide n fluidul de

    foraj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    125

    11.3 Costul preparrii i ntreinerii fluidului de foraj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

    11.4 Degazeificarea fluidelor de foraj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

    12 Calculul cderilor de presiune n sistemul de circulaie al sondei . . . . . . . . 130

    12.1 Fluide newtoniene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

    12.2 Fluide binghamiene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

    12.3 Fluide pseudoplastice (modelul Ostwald-de Waele). . . . . . . . . . . . . . . . . 139

    12.4 Cderi de presiune locale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

    12.5 Coeficienii cderilor de presiune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

    Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

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    Fluide de foraj

    1.Introducere

    Sonda este o construcie n scoara terestr, de form cilindric, culungimea (adncimea) foarte mare n raport cu diametrul, realizat i eventualexploatatcu mijloace de la suprafa.

    Servete multor scopuri, dar cercetarea geologic i exploatareahidrocarburilor, n ultimii de ani, au determinat tehnicile i tehnologiilefolosite n prezent pentru realizare i exploatare.

    150

    n scopul amintit, sondele sunt realizate (forate,