Введение к работе
Актуальность работы. В "Основних направлениях экономического и социального развития РДМ на 1985-1990 годы на период до 2000 года", утвержденных парламекто.'л, перед работниками геологической и водохозяйственной службы страны поставлена задача дальнейшего укрепления и расширения разведки питьевой и промышленной воды, особенно на юге страны, где проблема с водоснабжением до сих пор не решена. Это объясняется сжшностыо горно-геологических условий, которые требуют повышения эффективности геологоразведочных работ и, прежде всего, ускоренного внедрения научно-технических достижений в практику буровые работ.
Рекомендации по технологии бурения геологоразведочных скважин, выбору способа бурения, типа оборудования и породораз-рушающего инструмента и особешю по вибору типов и рецептур промывочного агента в осложненных условиях, рззработанн еще недостаточно полно, что сдерживает освоение техники и технологии бурения геологоразведочных скважин в специфических условиях Мадагаскара. Основной проблемой в расширении области бурения гидрогеологических скважин является разработка специальных промывочных агентов для слохшых геологических условий. К тому же во многих странах осложненные геологические условия являются пре-обладандими. Очистные агенты должны не только способствовать получения достоверной шформации, но и обеспечивать устойчивость стенок скважин, предотвращать поглощение жидкости, сохранять свойства коллекторов. Это позволяет уменьшить матадлоемкость конструкций скважин, снизить непроизводительные затраты времени на освоение скважин, повысить производительность буровых работ в целом. Газокидкостные смеси (ГлС) находят все большее распространение при бурении в сложных гидрогеологических условиях. Однако применение ГЕС осложняется наличием в геологическом разрезе минерализованных вод. Наличие солей, обусловливаю-щих минерализацию подземных вод затрудняет регулирование параметров Г2С и повышает расход химических реагентов для их приготовления. Таким образом, исследования формирования и разрушения ГЖС в условиях минерализации вод представляется актуальным и имеют важное практическое значение.
Даль работы.Целью диссертационной работы является исследование закономерности формирования и разрушения ГЯС в условиях солевой агрессии.
Основные задачи исследований. Для достижения доставленной цели были решены следующие задачи:
-
Провести теоретические исследования влияния состава ГНС на эффективность вскрытия водоносных горизонтов с низкими пластовыми давлениями.
-
Рассмотреть механизм взаимодействия молекул ПАВ-пенооб-разователей с диссоцированнкми ионами солей моно—поливалентных металлов, составляющих минерализацию пластовых вод.
-
На основе закономерности физико-химических процессов взаимодействия молекул ПАВ с катионами пластовых вод разработать рекомендации по регулированию свойств ГЖС при их формировании и разрушении.
-
Провести исследования влияния конструктивных параметров устройств для разрушения ГС и разработать требования к ним для пеногашения в условиях минерализованных вод.
-
Провести модельные исследования технологических схем пеногашения в условиях солевой минерализации пластовых вод.
-
Уточнить методику расчета конструктивных параметров устройств для разрушения Г&С.
-
Разработать рекомендации для условий РДМ.
Методика исследований. Разнообразный характер задач, решаемых в настоящей работе, потребовал применения комплексного метода исследований, сочетающего анализ и обобщение результатов предыдущих работ по изучаемому вопросу, выполнение теоретических и экспериментальных исследований в лабораторных условиях и производственные испытания пеноразрушительного устройства. Обработка результатов исследований осуществлялась методами математической статистики.
Научная новизна диссертационной работы заключается в толі, что автором впервые:
предложен механизм взаимодействия молекул ПАВ-пенообразо-вателей, адсорбированных на границе раздела газ-жидкость с диссоциированными ионами солей электролитов, составлягаих минералк-зацию пластовых вод;
теоретически, установлено и экспериментально подтверждено влияние диссоциированных молекул электролита на пенообразую-щую способность ПАВ-денообразователя различного состава за счет формирования энергетического барьера, затрудняющего переход молекул ПАВ-пенообразователя из объема водного раствора на границу раздела двух фаз денных ПЕС;
уточнены теоретические положения дроцесса изменения поляризации границы раздела двух фаз жидкость-газ и ее двойного электрического слоя в зависимости от вида денообразователя и состава соли-электролита, пота поляризация мала, специфические силы адсорбции, удерживающие иош или молекулы ПАВ на поверхности, превосходят силы электростатического притяжения молекул воды. При более высокой поляризации наступает десорбция органических ионов и молекул ПАВ;
теоретически обосновано и экспериментально подтверждено влияние минерализации пластовых вод на эффективность формировз-шія и разрушения ШС, что позволило получить закономерности кинетики формирования і! разрушения ПЕС в условиях поликзтиоккой агресссш; подземных вод;
обоснованы и рассчитаны параметры модельной установки для разрушения пенных tt'.C при комбинации гидроциклонз и аэродинамического пенорззрушителя;
получены закономерности процесса разрушения пенных П-С с использованием аэродинамического пеноразруаителя в условиях солевой агрессии пластовых вод.
Достоверность научных полонений к выводов обоснована теоретически и подтверждена достаточным объемом теоретических и экспериментальных исследований, а также пололо;тельными резуль-
татами, полученными при испытании опытного образца пенс-разрушительного устройства.
Практическая ценность. Б результате теоретических, экспериментальных и производственных исследовании:
получены рациональные составы Г2С для условий солевой агрессии пластовых минерализованных вод;
рассчитаны параметры и изготовлен опытный образец пено-разруиштеля с регулировочным узлом длины свободной струи потока ГКС;
предложено и частично оцробирована технологическая схема бурения с использованием ГЕС, в состав которой включаются гид-роциклонныи и аэродинамический пеноразрушитель на базе установки КГК-100.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались на научных семинарах кафедры "Разведочного бурения" МГГЛ (І99І-І993 гг), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов МГТА в І99І-І993 гг.
Публикации по теме диссертационной работы опубликована одна статья.
Объем и структура диссертации. Работа содержит 115 страниц машинописного текста, 45 рисунков, 1& таблиц, список использованной литературы из 56 наименований. Она состоит из введения, шести глав, общих выводов и рекомендаций, приложений.