Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе Косаревич Ирина Васильевна

Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе
<
Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Косаревич Ирина Васильевна. Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе : ил РГБ ОД 61:85-5/3540

Содержание к диссертации

Введение

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ . ..... II

1.1. Условия образования и распространение месторождений сапропелей . II

1.2. Состав и свойства сапропелей 17

1.2.1. Биологический состав сапропелей 20

1.2.2. Групповой и элементный составы органического вещества сапропелей 22

1.2.3. Химический состав золы сапропелей .... 28

1.2.4. Физические свойства сапропелей ..... 29

1.3. Добыча, переработка и направление использования сапропелей в народном хозяйстве ...

1.4. Цели и задачи исследования 41

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 43

2.1. Выбор и обоснование объектов исследования . . 43

2.2. Биологический и химический составы сапропелей 45

2.3. Общая характеристика осадочных пород и химических реагентов ......... 51

2.4. Методы исследования водных дисперсий сапропелей 53

2.4.1. Методы определения основных реологических характеристик дисперсий сапропелей ... 53

2.4.2. Методы определения основных технологических характеристик дисперсий сапропелей . . 60

2.5. Структурно-механические свойства естественных дисперсий сапропелей. . .61

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ стр.

ТЕЧЕНИЯ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ САДРОПЕЛЕЙ 72

3.1. Общая характеристика кривых течения дисперсий санропелей и их математи ческое описание . . 72

3.1.1. Применимость реологического уравнения Шведова-Бингама для описания кривых

течения дисперсий сапропелей ..... .74

3.1.2. Применимость реологического уравнения Оствальда де Ваале для описания кривых течения дисперсий сапропелей ....... 79

3.1.3. Применимость реологического уравнения Кэссона-Шульмана для описания кривых течения дисперсий сапропелей ....... 83

3.2. Влияние степени дисперсности на реологические свойства дисперсий сапропелей . . . 92

3.3. Влияние концентрации твердой фазы на реологические и энергетические характеристики дисперсий сапропелей .104

3.4. Влияние температуры на реологические свойства естественных дисперсий сапропелей П4

3.5 Влияние электролитов на реологические свойства дисперсий сапропелей ...... .135

3.6. Структурно-реологические и энергетические параметры дисперсий сапропелей, полученных из воздушно-сухого сапропеля ........ 146

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ САПРОПЕЛЕВЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ 158

4.1. Багровые растворы на основе естественных и порошкообразных сапропелей 158

4.2. Разработка составов буровых растворов на основе воздушно-сухого сапропеля ..... 173

4.3. Исследование термостойкости сапропелевых буровых растворов 187

4.4. Ингибированные и минерализованные буровые растворы на основе сапропелей 192

4.5. Эмульсионные растворы на основе сапропелей . 202

5. ТЕХНИК0-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ САПРОПЕЛЕЙ 210

5.1. Особенности проведения геологоразведочных работ на территории Белоруссии . ...... 210

5.2. Опытно-промышленное применение сапропелевых буровых растворов 218

5.3. Рекомендации по совершенствованию технологии приготовления и применения сапропелевых буровых растворов ...;... .229

ВЫВОДЫ 236

ЛИТЕРАТУРА 240

ПРИЛОЖЕНИЯ .267

Введение к работе

В решениях ХХУТ съезда КПСС и в "Основных направлениях эко -номического и социального развития СССР на I98I-I985 гг. и на период до 1990 года" поставлена задача ускорения и расширения работ по изысканию новых видов минерально-сырьевых ресурсов для удовлетворения все возрастающих потребностей народного хозяйства страны. Большое внимание уделяется также механизации и автоматизации работ и значительному снижению трудовых затрат при поиске и добыче полезных ископаемых, охране окружающей среды.

Значительный теоретический и практический интерес вызывают сапропелевые отложения многочисленных озер, запасы которых составляют свыше 250 млрд. м3. Эти природные образования являются ценным видом органического сырья для комплексного использования с целью получения дешевых удобрений, различных химических продук -тов, лечебных грязей, строительных материалов и изделий.

Проблема рационального использования сапропелей впервые поставлена в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции. Изучением сапропелей в первые годы Советской власти занимались выдающиеся ученые И.М.іубкин, Н.Д.Зелинский, В.Н.Сукачев и др. Они наметили основные пути использования сапропелей в народном хозяйстве страны. Большой вклад в изучение сапропелей внесли М.П.Воларович, Е.Д.Ильина, Е.И.Казаков, Н.В.Кордэ, Т.А. Кухаренко, И.Ф. Ларгин, И.И.Лиштван, М.И.Нейштадт, В.Е.Раковский, Л.Л.Россолимо, П.Ф.Солдатенков, О.Н.Успенская, Н.В.Чураев и другие ученые.

На территории Белоруссии запасы сапропелевых отложений,имеющих важное практическое значение для применения в различных от- -раслях народного хозяйства республики, оцениваются в 3,7 млрд.м3. Широкие научные исследования, посвященные изучению генезиса,сое- тава, физико-химических и технологических свойств сапропелей выполнены Н.Н.Бамбаловым, Г.А.Евдокимовой, Б.В.Курзо, К.И.Лукаше-вым, М.З.Лопотко, В.С.Позняк, Ф.А.Цунтусом, А.П.Шдопличко, А.В. Тишковичем, О.Ф.Якушко и др. белорусскими исследователями.

В Институте торфа АН БССР проведено детальное и всестороннее исследование сапропелей более 300 озер, что позволило предложить промышленно-генетическую классификацию сапропелей и разработать рекомендации по их широкому использованию в сельском хозяйстве, промышленности, строительстве и других отраслях народного хозяйства. Сапропели нашли применение в республике в качестве удобрений, минерально-витаминных кормовых добавок, при производстве древесно-волокнистых плит, пористых дренажных труб, керамики,аг-лопорита, в качестве лечебных грязей и для других целей.

Характерной особенностью ряда сапропелевых отложений республики является их связь с торфяными месторождениями, что обусловило образование торфосапропелей. Кроме того, на территории Бело -руссии имеется большое количество месторождений сапропелей, залегающих под слоем торфа. Это вызывает необходимость сопоставления свойств сапропелей, торфосапропелей и торфа. В этой связи большой практический и теоретический интерес представляют работы Е.Т.Базина, Н.Н.Бамбалова, П.И.Белькевича, Н.И.Гамаюнова, Н.Т.Короля, С.С.Маль, А.Я.Рубинштейна, А.С.Тарантова, С.Н.Тюремнова и др. исследователей, посвященные особенностям генезиса торфяных и сапропелевых месторождений и путям их использования в народном хозяйстве.

В настоящей работе поставлена цель изучения основных закономерностей стрзгктурообразования в дисперсиях сапропелей различных генетических типов (органических, кремнеземистых, карбонатных, смешанных и торфосапропелей) и определения зависимостей прочности структуры от состава и типа сапропеля, реологических свойств от дисперсности, концентрации, температуры и степени минерализации. Все эти данные необходимы для разработки научных основ технологии добычи и переработки сапропелей.

Основные научные предпосылки для применения торфа и сапропелей в качестве одного из компонентов буровых и тампонажных растворов созданы П.И.Белькевичем, Г.Г.Волковым, В.К.Галабурдой, И.И. Лиштваном, М.В.Поповым, Л.Р.Чистовой и др. Ими предложены составы торфо- и сапропелещелочных реагентов для регулирования свойств буровых растворов, даны рекомендации по введению сапропелей в глинистые растворы для улучшения их технологических свойств. Это позволило в 1979 г. провести испытания естественных дисперсий сапропелей в качестве промывочных жидкостей при бурении геологоразведочных скважин. Однако применение естественных дисперсий сапропелей при бурении скважин связано с большими транспортными расходами и неудобствами их использования в зимнее время. В связи с этим возникла необходимость создания рецептур буровых растворов на основе сапропелей пониженной влажности. Для этого потребовалось разработать способ получения дисперсий из воздушно-сухого сапропеля, изучить особенности процессов структурообразования таких дисперсий в зависимости от степени высушивания, концентрации твердой фазы, химических добавок и других факторов. Важное значение имеет сопоставление структурно - реологических и технологических свойств сапропелевых буровых растворов с глинистыми, меловыми и полимерными растворами для определения целесообразности замены последних сапропелевыми при бурении глубоких скважин.

В результате проведенных исследований показано, что дисперсии сапропелей относятся к реологическим структурированным системам коагуляционного типа. Как и в торфе, в сапропелевых системах имеются структуры переплетения, образованные за счет наличия волокнистых остатков растений торфо- и сапропелеобразователей. Ус- тановлено, что в процессе диспергирования (применительно к гидромеханизированной добыче и транспортировке в трубопроводах) изменяются реологические параметры за счет разрушения структур переплетения и образования новых структур коагуляционного типа. Впервые разработаны способы получения устойчивых дисперсий и гидрофобных эмульсий на основе предварительно высушенного порошкообразного сапропеля. На способы получения и составы буровых растворов и гидрофобных эмульсий из порошкообразных сапропелей получены авторские свидетельства.

Исследовано влияние дисперсности и концентрации твердой фазы на структурно-реологические свойства дисперсий сапропелей различных генетических типов. Впервые установлена зависимость критической концентрации структурообразования (^) сапропелей от соотношения органических и минеральных компонентов. Показано, что при сушке или введении минеральных примесей величины Свд возрастают, а реологические и технологические свойства дисперсий ухудшаются.

В работе впервые установлена зависимость структурно-реологических и технологических свойств дисперсий сапропелей от биологического и группового составов органического вещества сапропелей. Наилучшими реологическшли и технологическими свойстваїли обладают сапропели с высоким содержанием природных органических веществ. По мере увеличения в биоостатках сапропелей продуктов распада высших растений и типичных торфообразователей увеличивается содержание гуминовых веществ, снижается количество легкогидролизуе-мых соединений и увеличивается СщС дисперсий.

Проведено сравнительное исследование изменения структурно-реологических свойств природных органогенных материалов в ряду: органические сапропели - торфосапропели - торф. Установлено, что у торфа после его обработки аммиаком повышается способность к образованию устойчивых дисперсий:, значительно улучшаются струк -турно-реологические свойства буровых растворов. Предложено использовать шмонизированный торф, а также остаток после выделения торфяного красителя в качестве твердой фазы буровых растворов. Таким образом, впервые показана возможность получения буровых растворов из природных каустобиолитов.

Исследование технологических свойств буровых растворов на основе сапропелей, торфосапропелей и торфа позволило разработать рекомендации по использованию этих материалов в качестве твердой фазы буровых растворов. Сапропелевые буровые растворы отличаются более высокими технологическими параметрами по сравнению с гли -нистыми, причем стоимость их в 2-3 раза ниже. Для регулирования технологических свойств сапропелевых буровых растворов предложено использовать недефицитные химические реагенты (сульфитно-спиртовую барду, соду, щелочи, бихроматы и др.) и отходы химических предприятий (низкомолекулярный полиэтилен, глино-солевые пшамы и др.).

Впервые показано,что сапропелевые буровые растворы обладают соле- и термостойкостью, хорошо совмещаются с глинистыми, меловыми и полимерными растворами, что позволяет легко осуществлять переход от одного раствора к другому в процессе проводки скважин. Универсальность технологических свойств сапропелевых буровых растворов позволяет рекомендовать их при бурении глубоких скважин на нефть, газ и твердые полезные ископаемые.

Для разбуривания высококоллоидальных глинистых пород предложены составы ингибированных буровых растворов на основе сапропелей, гидроокиси калия, хлористых солей калия и кальция. С целью снижения расхода хлористых солей рекомендовано для ингибирования и минерализации сапропелевых буровых растворов использовать глино-солевые шламы калийных комбинатов.

При непосредственном участии автора в 1980 г. составлены инструкция по приготовлению сапропелевых буровых растворов и методика проведения их промысловых испытаний. Опытное применение сапропелевых буровых растворов в Белорусской геологоразведочной экспедиции и тресте "Белнефтегазразведка" при проводке скважин различного назначения показало положительные технико - экономические результаты. Ведомственная комиссия Управления геологии БССР по приемке сапропелевого бурового раствора приняла результаты испытаний и рекомендовала использовать такой раствор в геологоразведочных организациях. Применение сапропелевых буровых растворов при проводке скважин в сложных геолого-технических условиях позволило увеличить скорость бурения, снизить износ породоразрушаю -щего инструмента, улучшить условия работы. Осложнений и аварий в процессе бурения скважин не наблюдалось. Экономический эффект от применения сапропелевых буровых растворов на четырех скважинах составил 136 тыс. рублей.

Большой круг вопросов, связанных с разработкой составов,исследованием технологических свойств буровых растворов и их внедрением в производство, решался автором в содружестве с Белорусским научно-исследовательским геологоразведочным институтом (В.Ш. Шмавонянц); Белорусской геологоразведочной экспедицией Управления геологии БССР (В.Я.Площадный) и лабораториями Института торфа АН БССР (Н.Н. Еитюков, Г.А. Евдокимова, С.С. Маль), которым автор выражает искреннюю благодарность за помощь и содействие в работе.

Условия образования и распространение месторождений сапропелей

Отложения органического вещества широко распространены в природе. Особое значение для использования в народном хозйстве имеют органические вещества биогенного происхождения (каустобиолиты) /I, 2/. Естественные органогенные отложения разделяются на породы с рассеянным органическим веществом - до 10%, семикауотолиты - от 10 до 50% органического вещества и каустолиты с содержанием органического вещества более 50% /3/,

Торфяная стадия каустолитов включает мало-, средне- и многозольные торфа и средне- и малозольные сапропели и их смешанные разновидности. Еіуроугольная стадия семикаустобиолитов - это сапропелевые, гуминовые, липтобиолитовые и смешанные горючие сланцы /З/. В условиях Белоруссии значительный практический интерес имеют месторождения торфов, сапропелей и горючих сланцев /7-9/.

На территории Белоруссии сапропели встречаются в виде донных отложений пресноводных озер и залежей, подстилающих торф (погребенные сапропели) /6, 8, 10/.

Исследование озерных водоемов на территории Белоруссии было начато в 1894-1900 гг. экспедицией, организованной Московским университетом и Русским географическим обществом /10/. Еще в начале века внимание отечественных исследователей привлекли иловые отложения пресноводных озер /11-14/. В 1914 - 1919 гг. проведено обследование озер в Полоцком и Лепельском районах Витебской губернии с целью изучения гидробиологии водной массы и иловых отложений /15,16/.

Вопрос о широком использовании сапропелей в народном хозяйстве был поднят в первые годы Советской власти. В 1919 г. в составе Комиссии по изучению естественных производительных сил при Российской Академии наук образован Сапропелевый комитет, основной задачей которого являлось "систематическое научное исследование и изучение сапропелитов, их месторождений, свойств и составных частей, способов получения из них полезных веществ и технического их применения". Уже в 1919 г. на болоте "Самара" добыто 80 тыс. пудов сапропеля /17/.

Создание Сапропелевого комитета позволило в широких масштабах начать работы по изучению озерных отложений салропелей в Белоруссии и установить зависимость между биологическими особенностями накопления осадков и типом водоема /18/. В 1929 г. по ходатайству горного отдела ВСБХ организована экспедиция АН СССР по выявлению запасов сапропелей в БССР /19-21/. В 1929 г. СНК БССР принял постановление "0 ходе работ по исследованию сапропелей", в котором обязал Белорусский геологоразведочный трест усилить работы по выявлению запасов сапропелей. В дальнейшем изучение сапропелей приняло систематический характер, сначала в Институте промышленности,а затем в созданном в 1932 г. Институте торфа АН БССР /22/.

Важное значение для постановки работ по изучению сапропелей в БССР имели исследования, выполненные в лаборатории сапропелевых отложений Института леса АН СССР /23-28/ и лаборатории генезиса сапропелей Института горючих ископаемых АН СССР /29-32/. Следует отметить также работы по разведке и изучению состава сапропелей в Литве и Латвии /33-35/.

Биологический и химический составы сапропелей

В образовании органического вещества сапропелеи важную роль играют планктон, бентосная флора и фауна, а также высшая водная растительность. Концентрация биологических и химических компонентов в сапропелевых отложениях различных озер неразрывно связана со спецификой гидробиологических, гидрохимических и гидродинамических факторов озерного седиментогенеза, совокупное воздействие которых меняется в ходе развития водоема. Анализ биологических остатков в образцах сапропелей дает представление о направленности гидробиологических процессов в отдельных водоемах и позволяет выделить характерные этапы в развитии озер /163/.

Согласно генетической классификации озерных отложений А.Я.Рубинштейна и О.Н.Успенской /62, 63/, изучение биологического состава необходимо проводить для определения инженерно-геологических особенностей сапропелевых отложений и основных направлений их практического использования.

Биологический состав исследованных сапропелей приведен в табл. 2.2. Анализ данных этой таблицы показывает, что взятые для исследования образцы сапропелей значительно различаются между собой. Так, в биологических остатках сапропелей оз. Судобль преобладают водоросли (81%) при сравнительно малом содержании остатков животных и высших растений (19%). В органических сапропелях озер Добеевское и Ореховское содержится меньше водорослей (соответственно 77 и 67%), а количество остатков высших растений и животных возрастает. Например, в сапропеле оз. Ореховское количество остатков высших растений составляет 18%, спор и пыльцы - 5%, что хорошо согласуется с генетической схемой образования малозольных сапропелей А.П.Пидопличко /64/. Содержание остатков высших растений в биологическом составе органического сапропеля оз. Лочинское достигает 78%, животных остатков, спор и пыльцы - 10%, количество водорослей - 12%. Этот сапропель является типичным торфосапропе-лем, поскольку в биоостатках в преобладающем количестве представлены растения-торфообразователи.

Общая характеристика кривых течения дисперсий санропелей и их математи ческое описание

Дисперсии сапропелей относятся к структурированным системам, характеризующимся определенной зависимостью вязкости от действующего напряжения сдвига. При использовании .дисперсий сапропелей в качестве буровых растворов необходимо проводить , изучение их деформаций в требуемых диапазонах температур,давлений и градиентов скоростей.сдвига. В циркуляционной системе скважин градиенты скоростей сдвига меняются довольно в широких пределах. Например, внутри бурильной колонны от 100 до 500 с , в затрубном кольцевом пространстве - от 10 до 500 с""х(чаще всего 100 с ), в утяжелентных бурильных трубах от 700 до 3000 с х /187/.

Для получения экспериментальных кривых течения дисперсий сапропелей применительно к условиям бурения использован ротационный вискозиметр "Реотест- 2". Снятие реологических кривых производилось при 20 і 0,5С и критической концентрации структурообра-зования. Экспериментальные реологические кривые течения при CJ Q приведены на рис. 3.1.

Основные реологические параметры, вычисленные по экспериментальным кривым течения, тлеют важное значение для гидродинамических расчетов, определения оптимальной консистенции дисперсных систем, расчета скоростей движения жидкостей и дисперсий по трубопроводам и т.п. /188-190/.Для правильного применения существующих методов гидродинамических расчетов необходимо знать реологическую модель водных дисперсий сапропелей. Реологические модели глинистых суспензий рассмотрены в работах /191, 192/. Реологические модели водных дисперсий сапропелей различных типов являются априорно неизвестными. Поэтому в данной работе ставилась за дача определения применимости основных реологических моделей для описания экспериментальных кривых течения дисперсий сапропелей (реологические уравнения Шведова-Еингама, Оствальда де Ваале, Кэссона-Шульмана и др.).

Багровые растворы на основе естественных и порошкообразных сапропелей

В нашей стране ежегодно для приготовления буровых растворов расходуется свыше 2 млн. т глин. Выпуск глинопорошков заводского производства составляет более 500 тыс. т. Средневзвешенный выход буровых растворов из одной тонны глиноматериалов составляет 2,5 м3, а из глинопорошков - около 6-7 м3, т.е. в лучшем случае содержание твердой фазы в растворе находится на уровне 15% /222/. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте буровой техники (ВНИИБТ) и Всесоюзном научно-исследовательском институте по креплению скважин и буровым растворам (ВНИИКРнефть) разработана технология модифицирования глинопорошков акриловыми полимерами и кальцинированной содой, что позволило увеличить выход раствора из одной тонны до 15-20 м3/223/.В отдельных районах страны для приготовления буровых растворов используют меловые и мергельно-мело-вые породы,а также выбуренные породы, аргилиты и др. сырье /224/. За последние годы во ВНИИКРнефти достигнуты существенные успехи в усовершенствовании технологии получения модифицированных глинопорошков и разработаны теоретические основы процесса промывки скважин /225/. Несмотря на это, выпуск высококачественных глинопорошков еще недостаточен и не удовлетворяет все возрастающие потребности в них буровых предприятий. Например, геологоразведочные организации Белоруссии только наполовину удовлетворяют свою потребность в бентонитовых и палыгорскитовых глинах и ощущают острый недостаток в химических реагентах для регулирования свойств глинистых растворов /226-228/.

Опыт буровых предприятий США показывает, что эффективность применения буровых растворов с низким содержанием твердой фазы резко снижается, если концентрация глин в растворе превышает Ъ-1%. Поэтому согласно стандарту 13 А Американского нефтяного института содержание бентонита в буровых растворах составляет около % /229/.

В связи с отсутствием на территории Белоруссии месторождений высококачественных бентонитовых и палыгорскитовых глин и дефицитом привозных глинопорошков заводского производства, Институт торфа АН БССР и Гомельское отделение БелНИГРИ предложили использовать для приготовления буровых растворов сапропели - донные отложения озер республики /160/. Для создания устойчивой сырьевой базы сапропелей, пригодных для приготовления буровых растворов, были исследованы технологические свойства сапропелевых буровых растворов, приготовленных из различных типов сапропелей, встречающихся на территории Белоруссии. Проведенные опыты показали, что в процессе гидромеханизированной добычи и последующей транспортировки сапропелевой пульпы по трубопроводам образуются дисперсии с концентрацией твердой фазы 3-10$, которые представляют собой простейший тип буровых растворов. В табл. 4.1 приведены результаты определения технологических свойств дисперсий сапропелей, отобранных из донных отложений озер различных областей Белоруссии. Как видно из данных табл. 4.1, плотн ность естественных дисперсий сапропелей при условной вязкости 25 с колеблется в пределах 1,005-1,11 г/см3, водоотдача составляет 25-40 см3 за 30 мин, толщина корки - 1,8-5,0 мм, а статическое напряжение сдвига CHCJ/IO - 0,6-1,8/1,2-2,2 Па. В естественном состоянии дисперсии сапропелей по технологическим свойствам приближаются к буровому раствору из гидрослюдисто-каолинитовой глины месторождения "Гайдуковка". Однако для получения бурового раствора требуется 350 кг глины на I м3 раствора, в то время как расход органических сапропелей составляет 20-50 кг, кремнеземистых и карбонатных - 50-200 кг.

Особенности проведения геологоразведочных работ на территории Белоруссии

За последние годы в нашей стране и за рубежом в значительной степени изменились техника и технология бурения скважин. В связи с ростом глубины бурения резко усложнились геолого-технические условия проводки скважин, что вызвало более высокие требования к буровым установкам, оборудованию и качеству буровых растворов. При бурении глубоких скважин особое значение приобретает совершенствование капиталоемкого процесса промывки скважин. Общие затраты на приготовление буровых растворов составляют 10-15$ общей стоимости скважин /187/.

Суровые растворы в процессе проводки скважин обеспечивают не только удаление из скважины выбуренной породы, но одновременно выполняют целый ряд других функций: размывают породы на забое, охлаждают долото,вращают турбобур и укрепляют стенки скважин /187/.

Сложные условия бурения глубоких скважин обусловили необходимость совершенствования технологических параметров буровых растворов: снижение плотности, вязкости и водоотдачи, увеличение термо-и солестойкости, уменьшения толщины корки и т.п.

Выбор составов растворов и химических реагентов для регулирования технологических свойств промывочных жидкостей в процессе проводки скважин зависит от геологического строения и характера буримых пород. Поэтому при разработке составов буровых растворов на основе сапропелей учитывались геолого-технические условия бурения скважин на территории Белоруссии.

Белоруссия расположена в западной части Русской платформы и в основании осадочного покрова на ее территории залегает допалео-зойский фундамент, перекрытый осадочной толщей различной мощности до 6000 м, которая имеет довольно сложное строение. В составе осадочной толщи выделяются отложения антропогеновой, неогеновой, палеогеновой, меловой, юрской, триасовой, пермской, каменноугольной, девонской систем и верхнего протерозоя /43,44/.

На территории Белоруссии проведены значительные геологические, буровые и геофизические работы. Они выполнены буровыми предприятиями Управления геологии БССР, Ленинградским трестом "Союз-нефтегазразведка? трестом "Волынскуглеразведка" и другими организациями, что привело к коренным изменениям существовавших ранее представлений о геологическом строении осадочных пород и перспективах разведки в республике полезных ископаемых. Всего разведано более трехсот месторождений твердых полезных ископаемых. Особое внимание уделено разведке и поиску месторождений минеральных солей, нефти и газа, горючих сланцев, бурых углей и др. Достаточно сказать, что только на нефть и газ пробурено более 700 скважин с общей проходкой 2,4 млн. пог. м /243/.

Состав и свойства разбуриваемых пород оказывают большое влияние на работу долот и механическую скорость бурения, что видно из данных, приведенных в табл. 5.1. От типа разбуриваемых пород и их предела текучести значительно изменяются нагрузка на долото, скорость вращения долот, что в конечном счете сказывается на механической скорости бурения и величине проходки на долото.

Похожие диссертации на Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе