Су негізіндегі жуу сұйықтығының құрамы мұздың бұзылу дәрежесіне әсері

Ескерту. Мұз үлгісі салмағының төмендеуі А. В. Марамзин және А. А. Рязанов әдістемесі бойынша анықталған

Мұзға қарсы органикалық емес қоспалардан органикалық, мысалы, этиленгликоль, глицерин және т.б. (4.1 кестені қара) қоспаларға алмасуы мұздың сулы ерітіндімен байланысу бөлігінде оның бұзылу жылдамдығының төмендеуімен сипатталады. Осыған дәлел ВНИИКРнефте мәңгілі мұзды таужыныстар үшін шығарылған ерітінділер жатады және бір ерітіндінің құрамында антифриз ретінде натри ацетаты қолданылады.

Жуу сұйықтығының минералдану дәрежесінің жоғарлауымен, яғни с_р>с_м кезінде кеуекіт сұйқтық таужыныстардан ұңғымаға өтетін жағдайлар пайда болады. Иммоболиздеген сұйықтық шығындалған кезінде мұздың қаттылығы төмендейді.қабырға маңы белдемінде мұз – цемент бұзылуы қуыстардың қалыптасуына әкеледі. Бұл үрдіс, өз кезегінде, ұңғымада циркуляцияланатын сұйықтықтың қабатқа эрозиялық әсері етуін жоғарлатады.

Тұзды жуу сұйықтығында мұздың бұзылуы А.В. Марамзин, А.А. Рязанов және т.б. жұмыстарында көрсетілген. ЛГИ жүргізілген сынамалар 1,5 сағат ішінде мұзбен әрекеттескен NaCl ерітіндісінің тығыздығы 1100-ден 1099 кг/м³ дейін төмендеген; бұл жағдайда мұз бен ерітіндінің температуралары бірдей болған – 2,5°С [4]. Мұздың бұзылу жылдамдығы ерітіндіде сұйықтықта NaCl мөлшерінің көбеюімен жоғарлайды. Бұл ЛГИ жүргізілген сынамалармен дәлелденген. Судың құрамында NaCl 25 және 106 кг/м³ мөлшерінде мұздың бұзылу жылдамдығы -1 °С температурада сәйкесінше 0,0163 және 0,0882 кг/сағ құраған. Сондықтан да жуу сұйықтығының ластанудан сақтау керек, себебі бұл цементі мұз болып келетін таужыныстардың опырылуына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, мұздың бұзылуына тұзды ерітіндінің әсер ету ұзақтылығы да әсерін тигізеді, сондықтан да мұздың беті ашылған мәңгілік мұзды таужыныстар тез бұрғыланады.

t = -1 °С кезінде 3 % ерітіндінің әсер ету уақыты

сағ……....................................................................................................... 0,5 1,0 1,5

мұз үлгісі салмағының төмендеуі, г, әрекеті кезінде:

NaCl...................................................................................................... 0,62 0,96 1,96

СаС1₂.................................................................................................... 0,30 0,39 0,70

Медвежий және Уренгой кенорындар мысалында мұзды таужыныстарда қуыстар түзілу үрдісі Тихонов мәнімен анықталады және оның мәні бұл жағдайда төмен болуы қажет. Бұл бірінші кезекте жоғары бұрғылау жылдамдығымен қамтамасыз етіледі, себебі ол жуу сұйықтығының мұзды таужыныстармен әрекет ету уақытын қысқартады. Көпіршіктер үшін бұл жағдай анықтаушы болып табылмайды. Сонымен қатар көпіршік тазалаушы агент ретінде төмен тығыздықпен, ұңғыма бойынша циркуляцияланатын төмен мөлшермен және төмендетілген меншікті жылу сыйымдылығымен, яғни берілген параметрді анықтайтын көрсеткіштермен сипатталады.

с_м>с_р кезінде ұңғымадан қабатқа сұйықтықтардың ағып өту жағдайлары жасалады, бұл таужыныстардың механикалық қасиеттерінің және олардың тұрақтылығының төмендеуіне әкеледі. Бұл жағдайда мұздың бұзылуына мұздың бетін гидрофилді сұйықтықтармен суланумен, сонымен қатар тұзды ерітіндімен мұздың еруімен байланысты жылулық әрекеттері әсер ету мүмкін.

Тәжірибелер көрсеткендей, мұздың (таужыныстардың) бұзылу жылдамдығын төмендету үшін жуу сұйықтығының тұтқырлығын жоғарлату қажет, оның нәтижесінде сұйық фазаның таужыныстарға енужылдамдығы төмендейді.

А.В. Марамзин және А.А. Рязанов көрсеткендей, NaCl бірдей концентрациясында тұзды судан сазды ерітіндіге өткен кезінде мұздың бұзылу жылдамдығы 3,5-4 есе төмендеген. Сазды ерітіндіге КМЦ және ССБ, яғни тұтқырландырушыны және көпіршіктенуді енгізген кезінде оның жылдамдығы тағы да төмендеген.

Сазды ерітіндіні қолданған кезінде мұзға фильтрат әсер етеді және де оның иондық құрамы біршама әртүрлі және ол саздардың минералогиялық құрамымен, бірінші кезекте алмасатын катиондар кешенімен, ерітіндіде саздың құрамымен, сонымен қатар соңғысының мұзға қарсы қоспамен анықталады.

Махарадзев №2 және Альметьев №3 зауытарының және судың мөлшерінде 30% концентрациясы мен NaCl әртүрлі құрамды (0; 3; 10 және 15%) сазды ерітінділердің фильтраттардың иондық құрамының талдауы №2 саздың Ф-2 ерітіндісінің фильтратында NaCl концентрациясы жоғарлаған сайын Na⁺ және Cl^- иондарының құрамы да жоғарлайтының көрсетті. №3 саздың Ф-3 ерітіндісі фильтратында керісінше Са²⁺ және Mg²⁺ иондары біршама жоғарлайды. Бұл жағдайда Ф-2 фильтратында қосындылық минералдылық біршама жоғары. Ф-2 фильтратының жоғары қосындылық минералдылығына, Na⁺ и Cl^- жоғары құрамына байланысты мұздың қарқынды бұзылуын да күтуге болады. осыған байланысты Ф-2 фильтратында Ф-3 фильтратына қарағанда мұздың бұзылу қарқыны жоғары болды (4.2 кесте). Сондықтан да мұз бұзылу үрдісін төмендету үшін кальцийлі саздарды қолданған жөн. Бірақ осы саздарды химиялық өңдеу күрделігі мәңгілік мұзды таужыныстарда бұрғылау жағдайларында қолдануды күрделендіреді [2].

Ерітіндіге саз ұтағын, КМЦ және КМЦ бар гипан қоспасын енгізу кезінде оның тұтқарлығының жоғарлауынан мұздың бұзылу жылдамдығының төмендеу туралы жағдай да расталды. Ерітіндінің сүзілу қасиеттерінің жоғарлауы борпылдақ құмдарды цементтейтін мұздың қарқынды бұзылуына әкелуі және егерде ерітінді жоғары тұтқырлы болатын болса қуыстардың түзілуіне әкелуі мүмкін.

Барлық белгілі тазалағыш агенттердің ішінде тек сығылған ауа мен көпіршіктердің ғана сүзілу қасиеттері нөлге тең.

4.2 кесте