Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 18

 

 

определения степени коррозионного разрушения необходимо  умножить потерю веса металла 
в  граммах  на  коэффициент  «К»  и  разделить  на  общее  время  нахождения  контрольной 
пластины  на  бурильной  колонне.  Значения  коэффициентов  для  различных  пластин  можно 
узнать в лаборатории технического обслуживания, в Хьюстоне, Техас. 

 

Визуальный анализ 

Если  после  удаления  контрольной  пластины  с  бурильной  колонны  визуально 

обнаруживается  коррозионное  разрушение  металла,  то  это  может  быть  либо  точечная 
коррозия,  либо  общая  коррозия.  Степень  коррозионного  разрушения,  определяемая  методом 
установления  потери  веса,  предполагает  общее  и  однородное  коррозионное  разрушение.  Не 
существует  сколько-нибудь  подходящего  метода  определения  скорости  точечного 
коррозионного  разрушения  с  помощью  установки  контрольных  кольцевых  пластин. 
Механическое  повреждение  металла,  как  правило,  имеет  вид  порезов  и  углублений.  В 
некоторых случаях на кольцевой пластине остается ряд  углублений на изношенных участках 
колонны,  что  свидетельствует  о  значительном  передвижении  кольцевой  пластины  в 
углублении муфты. 

При  определении  степени  коррозионного  разрушения  методом  расчёта  потери  металла 

необходимо  помнить,  что  на  скорость  коррозионного  разрушения  также  влияет  фрозионное 
воздействие  бурового  раствора.  Т.к.  контрольная  кольцевая  пластина  подвергается 
воздействию закачиваемого в бурильную колонну бурового раствора, то потеря веса металла 
будет  включать  в  себя  металл,  размытый  как  в  результате  коррозии,  так  и  в  результате 
эррозии. 

При  осмотре  кольцевой  пластины  можно  обнаружить  несколько  глубоких  изъязвлений 

со  сравнительно  небольшой  потерей  веса.  Такое  состояние  свидетельствует  о  наличии  более 
серьезной проблемы коррозионного разрушения, чем в случае общей коррозии. 

В  каждой  системе  буровых  растворов  на  водной  основе  уровень  рН  и  Рf    должен  быть 

оптимальным.  Если  скорость  коррозионного  разрушения  слишком  велика,  то  необходимо 
предусмотреть  возможность  использования  разработанного  фирмой  М-1.  ингибитора 
коррозии CONQOR 404. Кроме того, необходимо также предусмотреть меры предотвращения 
бактериального воздействия,  т.к. оно также может привести к серьёзным осложнениям. 

Как  правило,  допустимой  нормой  скорости  коррозионного  разрушения  является 

скорость,  равная  2  фунт/фут

2

/год  и  менее,  исключая  точечную  коррозию.  Если  степень 

коррозионного  воздействия  приближается  к  этой  величине,  то  целесообразно  провести 
дополнительную  химическую  обработку  бурового  раствора  и  сделать  возможную  замену 
скважинного оборудования. 

 

 

Расчёт скорости коррозионного разрушения 

Контрольные  кольцевые  пластины  обычно  можно  приобрести  у  обслуживающих 

компаний  по  буровым  растворам  или  в  исследовательских  лабораториях  по  определению 
степени коррозионного разрушения. На пластинах обычно указывается их вес; упаковываются 
они  в  гигроскопическую  бумагу  или  обычные  почтовые  конверты.  На  упаковке  указывается 
номер пластины и коэффициент «К». В США коэффициенты, как правило, предназначены для 
определения  степени  коррозионного  разрушения  в  фунт/фут

2

/год.  Это  значение  можно 

преобразовать  в  другую  систему  измерений  с  помощью  таблиц  или  соответствующих 
уравнений.  Разницу  в  весе  пластины  до  и  после  проведения  исследования  определяют 
взвешиванием. Определенная таким образом потеря веса, умноженная на коэффициент «К» и 
деленная на общее время исследования дает степень коррозионного разрушения. 

Можно  также  произвести  дополнительные  расчёты  в  других  лабораториях  с 

предварительным  взвешиванием  контрольных  пластин  на  других  весах.  Для  повышения 
точности  результатов  необходимо  очень  тщательно  взвешивать  и  записывать  полученные 
данные. 

а) В том случае, если неизвестен коэффициент «К», степень коррозионного разрушения 

в фунтах на квадратный фут в год можно рассчитать по следующей формуле: 

 

 

фунт/фут

2

/год = 







я

воздействи

дней

количество

дюйм

площадь

мг

веса

потеря

_

_

)

(

453600

365

____

144

___

)

(

_

2

 

часах

в

я

воздействи

время

дюйм

площадь

мг

веса

потеря

_

_

_

)

(

781

,

2

)

(

_

2





 

б)  Ниже  приведены  переводные  коэффициенты  различных  систем  измерения  для 

контрольных кольцевых пластин из стали: 

число милов в год = 24,62 х фунт/фут

2

/год  

число милов в год = 5,03 х кг/м

2

/год 

фунт/фут

2

/год = 0,04 х число милов в год,  

фунт/фут

2

/год = 0,20 х кг/м

2

/год 

 кг/м

2

/год = 0,20 х число милов в год, 

 кг/м

2

/год = 4,90 фунт/фут

2

/год  

Подразделение  фирмы  М-1,  занимающееся  поставкой  оборудования,  готово  оказать 

услуги в выборе размера и приобретении необходимых вам контрольных кольцевых пластин 
для определения степени коррозионного разрушения. 

Коэффициенты «К» можно узнать в лаборатории технического обслуживания фирмы М-

1. 

 

ГЛАВА 3. 

Технические данные и расчеты при составлении гидравлических программ 

промывки скважин 

Приведенные в настоявшей главе технические данные расположены в том порядке,  как 

они представлены в буровом журнале в конце главы. 

1. Объём применяющегося бурового раствора. 
2. Производительность насоса. 
Э. Цикл промывки, 
4. Скорость восходящего потока бурового раствора. 
5. Гидростатический напор бурового раствора. 
6. Разное. 
 

Объём бурового раствора 

Первостепенной  задачей  инженера  по  буровым  растворам  я  правильное  определение 

объёма  применяющегося  бурового  раствора  Этот  объём  слагается  из  объёма  бурового 
раствора  в  амбарах  и  в  скважине.  В  некоторых  случаях  буровой  раствор  может  храниться  в 
резервном  амбаре  или  ёмкости,  и  необходимо  знать  объём  этого  раствора,  однако  он  не 
учитывается при составлении обычных программ промывки. Следовательно,  объём бурового 
раствора в системе равен объёму бурового раствора в амбарах плюс объём бурового раствора 
в стволе. 

 

Объём раствора в амбаре 

Объём  бурового  раствора  в  прямоугольных  стальных  амбарах  можно  рассчитать  по 

следующей формуле: 

)

/

.

(

6

,

5

)

(

)

(

)

(

барр

фута

суб

футы

глубина

футы

ширина

футы

длина





 

В  случае  применения  земляных  амбаров  следует  учитывать  наклон  его  стенок,  что-бы 

определить среднюю величину объёма. 

Приведенная на рис. 1 схема демонстрирует метод измерения земляного амбара. 
Эффективная  длина  «А»  включает  измерение  одной  наклонной  стенки  амбара.  При 

практических расчётах неизмеренный торец компенсируется оставшейся усечённой секцией и 
поэтому  не  рассматривается  как  часть  обшей  длины.  Если  боковые  стенки  также  имеют 
заметный наклон, то для определения ширины следует использовать тот же метод измерений. 

 

 

 

 

Рис.1. Размеры амбара. с буровым раствором: 
А—длина или ширина; В — глубина; С — уровень бурового раствора;     - шлам 
Рабочие  амбары  и  ёмкости  с  буровым  раствором  редко  бывают  чистыми;  как  правило 

осевший  шлам  и  песок  образуют  холмистую  поверхность  дна.  Поэтому  необходимо 
производить замеры уровня бурового раствора с помощью планки, лопаты, отвеса или другого 
устройства  в  различных  точках  амбара.  Среднее  значение  нескольких  замеров  следует 
принимать за глубину амбара «В». 

В различных регионах страны  более или менее  часто применяются четыре других типа 

амбаров.  В  Канзасе  и  Западном  Техасе  применяются  амбары  с  пологими  стенками  и 
различной шириной в верхней и нижней части стенки, как показано на рис. 2. Объём раствора 
в  амбарах  такого  типа  можно  рассчитывать  путём  определения  средней  ширины  с 
последующим умножением: 

барр

глубина

ширина

длина







6

,

5

 

На некоторых площадях Мексиканского залива амбары имеют вертикальные стенки 

в  верхней  части  и  наклонные  в  нижней  части  амбара,  что  облегчает  очистку  амбаров  и 
перемещение  раствора  из  одного  амбара  в  другой.  Такой  амбар  показан  на  рисунке  3;  его 
объём рассчитывается в два этапа. 

Вертикальная часть рассчитывается следующим образом: 

барр

части

ой

вертикальн

глубина

ширина

длина







6

,

5

_

_

 

Наклонная  часть  определяется  как  треугольник  и  объём  этого  участка  амбара  равен 

длине, умноженной на 1/2 ширины, умноженной на глубину. Общий объём равен сумме двух 
объемов. 

Рис.2.Амбар с пологими стенками 

Рис.3. Амбар с вертикальными и пологими 

стенками 

Цилиндрические  амбары  иногда  применяются  для  хранения  буровых  растворов, 

особенно на углеводородной основе и водоэмульсионных типа «вода-в-масле»,  как показано 
на рис.4. Объём таких амбаров рассчитывается как объём цилиндров умножением: 

 

 

В некоторых случаях большие круглые барабаны разрезаются пополам и используются в 

качестве  открытых  амбаров  как  показано  на  рис.5.  Объём  таких  амбаров  определяется  как 
объём цилиндра, деленный на два: 

 

 

Рис.5. Амбар полуцилиндрической формы. 

.

8

6

,

5

1416

,

3

2

барр

длину

Диаметр









 

 

Объём ствола скважины 

Для определения объёма бурового раствора в стволе скважины чаще всего применяется 

эмпирический метод. 

Объём  в барр./1000 футов ствола = (диаметр в дюймах)

2

 

Например:  9  7/8  д.  долото  разбуривает  ствол  диаметром,  приблизительно  равным  10 

дюймам. В квадрате, т. е. 10 х 10 = 100 барр/1000 футов глубины. Кроме того, если скважина 
включает  10  3/4  д.  кондуктор  и  9  7/8  д.  необсаженный  ствол,  квадрат  приблизительного 
диаметра  в  десять  дюймов  (  10х10)  снова  даёт  нам  близкое  приближение  к  фактическому 
объёму  ствола  100  барр/1000  футов.  Если  диаметр  включает  доли  дюйма,  легко  можно 
произвести  интерполяцию  между  квадратами  значений  ближайших  целых  чисел,  В  таких 
приблизительных  расчётах  обычно  не  принимается  во    внимание  объём  металла  бурильных 
труб,  производится  приведенное  выше  простое  умножение,  позволяющее  получить 
приблизительных объём бурильного раствора в стволе скважины. 

Хорошо  известно,  что  необсаженный  ствол  редко  равен  диаметру  долота,  что  сланцы, 

соляные  отложения  и  другие  аналогичные  породы  как  правило  обусловливают  расширение 
диаметра  ствола  скважины,  в  то  время,  как  песчаники  и  твёрдые  известняки  дают  диаметр 
ствола, приближающийся к диаметру долота. Этот факт, как правило, не принимается в расчёт 
при  расчёте  объёма  бурового  раствора  и  для  определения  объёма  необсаженного  ствола 
применяется  диаметр  долота.  Некоторые  инженеры,  однако,  прибавляют  25-50%  объёма 
необсаженного  ствола,  чтобы  учесть  интервалы  увеличенного  диаметра,  однако  такая 
практика не всеми принимается. 

Однако во многих случаях необходимо знать точный объём ствола скважины, например, 

при  определении  объёма  бурового  раствора,  необходимого  для  вытеснения  объема  шлама, 
образующегося при вскрытии пласта. 

Объём раствора можно рассчитать по следующей формуле: 

 

Рис.4. Цилиндрический  амбар 

 

барр

глубину

диаметр









6

,

5

4

1416

,

3

2

_

 

В  том  случае,  если  диаметр  неизвестен, 
измерьте окружность (С), после чего: 

  Диаметр =

1416

,

3

окружность