Процесс длительного бурения на нефтяном месторождении может привести к повышению температуры внутри скважины. Высокая температура снижает гидратационные свойства поверхности глинистых частиц и обработающих реагентов, уменьшает толщину их гидратационной пленки, что, в свою очередь, существенно снижает защиту молекул реагента от глины. Это приводит к увеличению потери воды из бурового раствора и может вызвать его затвердевание при высоких температурах. Как же охлаждать буровой раствор при высоких температурах? В настоящее время существует три способа охлаждения высокотемпературного бурового раствора в геотермальных скважинах и при глубоком бурении:
1. Метод охлаждения бурового раствора с помощью низкотемпературного твердого вещества
В этот метод добавляют в резервуар с буровым раствором низкотемпературные твердые вещества, например, льды. Охлаждение происходит главным образом за счет теплопроводности, и этот метод применяется для охлаждения водных буровых растворов, когда температура бурового раствора на поверхности не слишком высокая, а разница температур между входом и выходом раствора в скважине незначительная.
2. Метод охлаждения бурового раствора за счет естественного испарения
Так как температура бурового раствора в скважине выше температуры окружающей среды, при его движении по трубе происходит испарение и естественное охлаждение. Для улучшения этого процесса увеличивают длину трубопровода, по которому течет раствор. Этот метод применяется в случаях, когда расход бурового раствора не слишком велик, температура бурового раствора не превышает 55°C, а разница температур между входом и выходом раствора в скважине не более 5°C.
3. Принудительное охлаждение с помощью системы циркуляции охлаждения бурового раствора
Система охлаждения бурового раствора, также называемая установкой для охлаждения бурового раствора или башней охлаждения бурового раствора, используется в средне- и высокотемпературных геотермальных скважинах и при глубоком бурении на нефтегазовых месторождениях, когда температура циркулирующего бурового раствора превышает 75°C. В таких случаях необходимо использовать специализированное оборудование для быстрого охлаждения раствора. Система охлаждения бурового раствора — это специализированное оборудование, предназначенное для охлаждения бурового раствора в процессе бурения. Это наиболее эффективный и безопасный метод охлаждения высокотемпературного бурового раствора.
Принцип работы системы охлаждения бурового раствора:
Система работает следующим образом: насос перекачивает буровой раствор из резервуара и подает его в систему охлаждения. С помощью электровентилятора на верхней части системы в резервуар поступает холодный воздух, который проходит через нижнюю часть и выталкивает теплый раствор, распределяя его по системе распылителей. Теплый раствор распыляется через форсунки на слой наполнителя, образуя водяную пленку. В процессе теплопередачи теплый раствор охлаждается за счет контакта с холодным воздухом, а горячий воздух выводится из системы вентилятором. Охлажденный буровой раствор выводится в водосборный резервуар.
>