Параметры, характеризующие свойства ГЖС

Степень аэрации является основным параметром, характеризующим состояние фаз в составе ГЖС, и определяют его по формуле:

, (7.1)

где θ_г и θ_ж – объемные расходы газовой и жидкой фаз соответственно.

Кроме того, параметр α можно назвать как объемное содержание газа (воздуха) в жидкости, определяемое по формуле:

, (7.2)

где V₀ – объем газа (воздуха) на устье скважины (при атмосферном давлении Р₀); V_ж – объем жидкости.

Кратность пены – это параметр, применяемый в зарубежной практике:

, (7.3)

где V_г и V_п – объем газа и объем пены соответственно.

В отечественной практике кратность пены рекомендуется опрделять по формуле:

, (7.4)

где V_п и V_ж – объем пены и жидкости для ее получения соответственно.

При β_п ≥ 3,8 ГЖС считается пеной.

Пеноооразуюбщая способность растворов ПАВ характеризуется количеством ГЖС через объем или высоту столба,образующегося из определенного его объема раствора

Наиболее простым методом определения пенообразующей способности ПАВ является взбалтывание 50 мл водного раствора в стеклянном цилиндре с делениями,объемом 500мл.Величина получаемого объема пены является мерой пенообразующей способности ПАВ.

На кафедре разведочного бурения МГГА апробирован метод определения пенообразующей способности ПАВ с использованием диспергационного способа получения пены с помощью разработанной лабораторной установки (рис. 7.2),включающей стеклянный мерный сосуд 1,емкостью500 см3,пеногенератор-2 с сеткой -3 с размером ячейки 1мм, регулировочные краны -4, емкость -5,заполняемую водным раствором ПАВ,с дозатором -6,лабораторный компрессор – 7 и стеклянную трубку 8.Расход воздуха компрессора составляет 0,05 м3/мин при давлении 0,3 МПа.

Перед измерениями в емкость через дозатор заливают 50 мл иселедуемого водного раствора ПАВ. После отстаивания в течение 3-5мин включают компрессор и с помощью кранов включают подачу пены через стеклянную трубку в мерный сосуд. После подачи пены через 15-30 с берут отсчет по шкале мерного цилиндра в виде объема образовавшейся пены. По формуле (7.4) можно найти кратность пены.

Рис.7.1Схема лабораторной

Установки по определениюпенообразующей способности

Стабильность пены является основным параметром, характеризующим применимость той или иной ее композиции для выполнения технологических функций при бурении скважин. Получение пен с максимальной стабильностью ограничивается тем обстоятельством, что выходящая из скважины пена должна эффективно разрушаться для извлечения из ее состава частиц бурового шлама и повторного использования по замкнутому циклу с целью исключения загрязнения окружающей природной среды. Кроме того, при остановке циркуляции более стабильная пена не дает оседать на забой частицам бурового шлама, предотвращая осложнения в скважине.

С целью проведения исследований по определению стабильности необходимо использовать кривые разрушения ГЖС в виде нисходящих кривых (рис. 7.2). Такие кривые строят на основе наблюдений за изменением объема полученной пены различного компонентного состава через 0,5; 1,0; 5; 10; 15; 20; 25 и 30 мин. На рис.7.2 показан образец кривой разрушения ГЖС во времени.

.Рис. 7.2. Общий вид кривой разрушения объема ГЖСt

Плотность ГЖС – важнейший технологический параметр, обеспечивающий вскрытие водоносных горизонтов и флюидосодержащих пластов, обладающих низким пластовым давлением. Применение ГЖС в таких случаях обеспечивает сохранение проницаемости этих коллекторов в их естесственном состоянии. Кроме того, использование ГЖСс определенной их плотностью позволяет устранить ряд осложнений при бурении: поглощение промывочной жидкости и гидроразрыв горных пород.