Curs 2_Proprietatile Fluidelor de Foraj_.pps

42
Maria Georgeta Popescu Fluide de foraj şi cimenturi de sondă 1 Densitatea Viscozitatea aparentă şi gelaţia Proprietăţile reologice Propietăţi tixotropice Conţinutul de lichide şi solide Conţinutul echivalent de bentonită Conţinutul de nisip Conţinutul de gaze Capacitatea de filtrare şi colmatare Indicele pH Alcalinitatea Conţinutul de săruri solubile Stabilitatea Activitatea fazei apoase Adezivitatea şi proprietăţile lubrifiante Capacitatea abrazivă şi erozivă 3 Proprietăţile fluidelor de foraj 3 Proprietăţile fluidelor de foraj

Transcript of Curs 2_Proprietatile Fluidelor de Foraj_.pps

  • DensitateaViscozitatea aparent i gelaiaProprietile reologicePropieti tixotropiceConinutul de lichide i solideConinutul echivalent de bentonitConinutul de nisipConinutul de gazeCapacitatea de filtrare i colmatareIndicele pHAlcalinitateaConinutul de sruri solubileStabilitateaActivitatea fazei apoaseAdezivitatea i proprietile lubrifianteCapacitatea abraziv i eroziv3 Proprietile fluidelor de foraj3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 1. Densitatea fluidelor de foraj determin presiunea din sond, ceea ce permite:prevenirea ptrunderii fluidelor din formaiunile traversate n sond i, n acest fel, a manifestrilor eruptive,evitarea surprii i strngerii pereilor sondei,evitarea fisurrii stratelor i pierderea parial sau total a fluidului de foraj n formaiuni (pierderea circulaiei)Presiunea hidrostatic, ph, la adncimea H din sonda plin cu fluid cu densitatea n, se calculeaz cu:3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Presiune de strat normal, ph,n = presiunea hidrostatic la adncimea H a stratului dat de o coloan de ap mineralizat cu densitatea a n limitele 1027...1150kg/m3, respectiv:a 1027 kg/m3, densitatea apei de mare cu salinitatea total de 3,7g/l;a 10701073 kg/m3, densitatea unei ape de zcmnt tipice, cu salinitatea n NaCl de 80 g/l;a 1150 kg/m3, densitatea apei srate saturate, ntre 50oC i 100oC.Pentru presiuni de strat normale se folosesc fluide de foraj cu densiti n domeniul, n 11001200 kg/m3 Presiune anormal de mare= presiunea de strat are valori mai mari dect cea normal, pp ph,n . n aceste cazuri se utilizeaz fluide de foraj ngreuiate cu densitatea n 1300 2300 kg/m3.Presiunea anormal de mic= presiunea de strat are valori mai mici dect cea normal pp ph,n.Traversarea acestor formaiuni necesit utilizarea unor fluide cu densitate redus sau chiar schimbarea tehnologiei de foraj 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 2. Viscozitatea aparent, , a fluidului de foraj reprezint proprietatea lui de a opune rezisten la curgere. Cantitativ se definete ca raport ntre tensiunea de forfecare i viteza de forfecare dv/dx i este constant pentru fluidele newtoniene. n practica de antier se folosete o viscozitate convenional (aparent) care se msoar cu viscozimetrul plnie Marsh (VM); aceast viscozitate Marsh este calitativ, este influenat de densitatea fluidului i proprietile lui tixotropice i nu poate fi utilizat n calculele hidraulice. 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Vscozimetrul Plnia Marsh 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Comportarea la curgere a fluidelor i a sistemelor disperse cu faza continu fluid este descris printr-o serie de modele matematice, denumite i ecuaii constitutive, legi de curgere sau modele reologice. Ele exprim relaia dintre tensiunile tangeniale , care iau natere ntr-un fluid n micare i vitezele de deformare (forfecare) dv/dx, n regim laminar de curgere. 3. Proprietile reologice Fluidele de foraj, avnd o structur eterogen, nu se supun legii de curgere newtoniene, iar viscozitatea nu mai este o constant. 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Ecuaia constitutiv a fluidelor de foraj i a pastelor de ciment puin tratate este, dup Bingham:Viscozitatea plastic sau structural pl reprezint panta dreptei i este o msur a frecrilor interne din sistem, respectiv dintre moleculele mediului de dispersie, dintre moleculele acestuia i particulele fazelor dispersate, precum i dintre particulele disperse ntre ele. Viscozitatea plastic d indicaii asupra coninutului total de particule solide din sistem.

    3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Tensiunea dinamic de forfecare o este o rezisten suplimentar ce trebuie nvins n timpul curgerii, pentru a preveni tendina anumitor particule dispersate din sistem de a forma structur; n cazul noroaielor de foraj o d indicaii asupra coninutului de argil bentonitic (distana dintre particule), proprietile ei de suprafa (gradul de ionizare, grosimea stratului dublu electric, natura ionilor), concentraia i natura ionilor din faza continu, prezena unor substane cu aciune ecranant.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Fluidele de tip Ostwald de Waele (n categoria crora intr fluidele de foraj cu coninut redus de solide argiloase i polimeri floculani, fluidele pe baz de produse petroliere i pastele de ciment puternic tratate) au urmtoarea ecuaie constitutiv:

    Reograma lor este o curb de putere (fig.3.1.c), modulii reologici fiind:k-indicele de consisten;n-indice de comportare.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 4. Propieti tixotropice Prin tixotropie se nelege gelificarea unei soluii cnd este lsat n repaus i revenirea gelului n soluie prin agitare (peptizare).Capacitatea tixotropic a unui fluid de foraj se apreciaz prin valoarea tensiunii statice de forfecare (rezisten de gel sau limit adevrat de curgere), dup o anumit perioad de rmnere n repaus i prin viteza cu care aceast rezisten crete n timp. Valoarea rezistenei de gel depinde de natura i concentraia argilei din sistem, de gradul de dispersare, prezena electroliilor i a substanelor protectoare, ecranante, temperatur i presiune.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Curbele caracteristice, care permit s se aprecieze, prin comparaie, nsuirile de formare a structurii de gel pentru cteva noroaie tipice sunt:

    3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 5. Coninutul de lichide i solide Pentru fluidele de foraj pe baz de ap i argil, faza continu este alctuit din argil (pentru crearea suportului coloidal) i materiale de ngreuiere, iar faza lichid din ap i, eventual, motorin, n cazul n care noroiul a fost emulsionat. La fluidele de foraj fr motorin sau alt produs petrolier, coninutul de particule solide se poate determina prin uscarea complet ntr-o etuv, la 1050C, a unui anumit volum msurat de noroi i cntrirea solidelor rmase.Fluidele care conin ap i petrol sunt analizate cu ajutorul a diferite retorte, prin distilarea unui volum cunoscut (10-100 cm3) de noroi i msurarea lichidelor condensate. 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Calculul cantitilor de lichide i solide pentru fluide nesaline vn- este volumul probei de noroi analizat (10cm3, la retorta Cmpina),va- volumul de ap colectat n cilindrul gradat,vm- volumul de motorin, Se calculeaz coninutul procentual:%(volum/volum) Volumul i masa solidelor coninute de noroi i rmase n retort (vs i ms) se calculeaz cu ajutorul relaiilor: n, a i m sunt densitile noroiului, apei i motorinei (a1g/cm3, iar m0,85 g/cm3).3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Valorile gsite (vs i ms) sunt necesare pentru calcularea coninutului de argil i barit din proba de noroi.nainte de a efectua aceste calcule se verific densitatea solidelor (s) rmase n retort, pentru a controla corectitudinea msurtorii:Msurtoarea poate fi considerat corect dac ag s b, n care:ag este densitatea argilei (2 500 kg/m3);b, densitatea baritei cu care s-a ngreuiat noroiul (3600-4500kg/m3).3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Coninutul de argil i barit din noroiul analizat se afl rezolvnd sistemul de ecuaii:de unde rezult:Coninutul procentual de solide va fi: %(volum/volum) %(volum/volum) 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Calculul cantitilor de lichide i solide pentru fluide ce conin sruri dizolvatev este volumul pe care l ocup sarea n proba de noroi;m -masa srii din prob.Atunci cnd fluidul de foraj conine i sruri (NaCl, KCl, CaCl2), acestea se afl dizolvate n apa liber, dar n urma distilrii la retort vor rmne sub form de cristale n celula 1, alturi de argil i barit (coninutul total de particule solide).Relaiile de calcul de mai sus se corecteaz astfel, dac avem de exemplu noroi srat:3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Pentru a determina valorile v i m se procedeaz astfel:-pe filtratul noroiului analizat se msoar concentraia de sare C (n kg/m3 i a se vedea lucrarea Determinarea coninutului de sruri solubile), valoare care pentru calculele de mai sus se exprim n g/cm3 filtrat;-se calculeaz masa srii din cei 10 cm3 noroi analizat: unde densitatea srii se consider 2,17g/cm3 (la 200C, solubilitatea ei n ap este 316 kg/m3 soluie, densitatea acesteia fiind 1200 kg/m3).Stabilind valorile pentru vs i ms, se calculeaz coninutul de argil i barit. i volumul de sare:3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 6. Coninutul echivalent de bentonit Argilele bentonitice sunt cele care confer noroiului proprieti structural-mecanice, de filtrare i colmatare, precum i comportarea lor la diferite tratamente sau n prezena contaminanilor. Bentonitele sunt cele care prin proprietile lor de hidratare i umflare se disperseaz la nivel coloidal i au o mare capacitate de schimb cationic.Capacitatea total de schimb cationic d indicaii asupra coninutului de minerale active, fa de restul mineralelor inactive din sistem.Determinarea se face prin metoda albastrului de metilen (MBT), care se bazeaz pe adsorbia mult mai intens a albastrului de metilen de ctre bentonit (aproximativ 0,250,3g albastru de metilen la 1g bentonit) fa de celelalte minerale argiloase (mai puin de 0,05g albastru de metilen la 1g de illite i caolinite).Deoarece albastrul de metilen este adsorbit i de mineralele argiloase nebentonitice, ceea ce se determin se numete coninut echivalent de bentonit (coninutul real de bentonit va fi ceva mai mic). 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 7. Coninutul de nisipConinutul de nisip dintr-un fluid de foraj se exprim prin concentraia volumic, procentual, de particule solide cu diametrul propriu al particulei, dp74m (200 mesh) i se msoar, de regul, dup ce fluidul a trecut prin sistemul de curire de la suprafa (site vibratoare, hidrocicloane etc.).Prin nisip se nelege totalitatea particulelor solide din fluidul de foraj, provenite din rocile traversate (intercalaii nisipoase, gresii slab consolidate etc.), cu diametrul cuprins ntre 75 i 150 m, care, de regul, nu influeneaz sensibil proprietile utile ale fluidului de foraj (densitate, viscozitate), n schimb, aceste particule grosiere provoac uzura echipamentului prin care circul fluidul de foraj.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 8. Coninutul de gaze n timpul forajului, la traversarea unor formaiuni gazeifere, acestea pot ptrunde n noroi, scznd densitatea lui i provocnd o cretere a viscozitii. Acelai fenomen se poate produce i n timpul ngreuierii sau al altor tratamente chimice.n laborator, coninutul de gaze se poate determina prin diluarea noroiului: viscozitatea lui scade i gazele se elimin la o simpl agitare. n mod practic se procedeaz astfel: se toarn 100 cm3 noroi ntr-un cilindru gradat cu dop rodat de 250 cm3. Se completeaz cu ap i se agit intens timp de un minut. Se las apoi un timp suficient n repaus, dup care se citete volumul de amestec. Diferena fa de 250 cm3 constituie tocmai concentraia de gaze, n procente. 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 10. Indicele pH Indicele pH (sau exponent de hidrogen) exprim logaritmul negativ zecimal al concentraiei momentane de ioni de H dintr-o soluie.Cu ajutorul lui se determin aciditatea sau alcalinitatea unui fluid de foraj, n care se afl disociai diveri electrolii: ntre 0-7 soluiile sunt acide; la pH7 sunt neutre; ntre 7-14 soluiile sunt bazice.Cunoaterea concentraiei ionilor de hidrogen (H) este necesar pentru controlul i reglarea unor proprieti ale fluidelor de foraj, dar poate s indice i prezena unei contaminri cu sare, anhidrit, ciment etc.Fluidele de foraj preparate din ap i argil (noroaie naturale), netratate, au pH-ul cuprins ntre 7 i 8, iar cele tratate au pH-ul ntre 8 i 13 (conin sod caustic, sod calcinat i chiar var). Metoda colorimetric presupune folosirea unor indicatori de culoare impregnai pe benzi din hrtie de filtru. Prin metoda poteniometric se msoar diferena de potenial dintre soluie (fluidul de foraj) n care cei doi electrozi sunt imersai i electrodul de referin, n uniti de pH.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 11. Alcalinitatea Alcalinitatea unei soluii exprim excesul de anioni n raport cu cel de cationi. `Realizarea mediului alcalin la fluidele de foraj se face cu hidroxid de sodiu (NaOH) sau hidroxid de calciu (Ca(OH)2), iar alcalinitatea nu este determinat numai de prezena ionilor de hidroxil (OH)-, ci i de gruprile de carbonai CO3-2 i bicarbonai HCO-3 care pot aprea n soluie. Dac alcalinitatea este produs numai de ionii de hidroxil sau cantiti reduse de carbonai i bicarbonai, atunci fluidul de foraj este stabil i uor de controlat. Dac ns alcalinitatea se datorete ionului HCO-3 sau unei combinaii de CO3-2 i HCO-3 atunci fluidul devine instabil i greu de controlat, ceea ce subliniaz importana determinrii alcalinitii, mai ales la fluidele de foraj cu pH ridicat.Prin convenie, alcalinitatea unui noroi de foraj i a filtratului reprezint cantitatea de soluie acid 0,02 n (acid sulfuric sau azotic) necesar pentru neutralizarea bazicitii unui cm3 de noroi sau filtrat. 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Alcalinitatea filtratului fa de fenolftalein este volumul de acid sulfuric 0,02 n consumat (n cm3) Vfvolumul probei de filtrat. Determinarea alcalinitii totale Alcalinitatea filtratului se notez cu Pf i se calculeaz cu ajutorul relaiei: Alcalinitatea total reprezint numrul total de cm3 de acid sulfuric 0,02n consumai pentru a reduce indicele pH al filtratului la valoarea 4,3.Se adaug probei anterioare cteva picturi de bromcrezol (indicator) i ea se va colora n verde. Se titrez apoi cu acid sulfuric, pictur cu pictur pn ce culoarea se schimb la galben (virajul are loc la indicele pH 4,3). 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Alcalinitatea total va fi: unde: reprezint volumul consumat de acid sulfuric 0,02n (cm3).Obs. Alcalinitatea fa de fenolftalein a noroiului Pn i cea a filtratului Pf permit s se estimeze coninutul de var liber, nedizolvat, dintr-un noroi:kg Ca(OH)2 / m3 0,74 (Pn - vaPf) Constanta 0,74 a fost obinut nmulind 0,02 (normalitatea acidului) cu 37 (masa echivalent a varului).Pn exprim concentaia total de var, dizolvat sau nedizolvat, i de sod caustic din noroi, iar Pf-concentraia de var dizolvat i de sod caustic din filtrat. Fracia de ap (va) dintr-un noroi se stabilete printr-o prob de distilare. 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 12. Coninutul de sruri solubile Analiza chimic a noroaielor de foraj i a filtratului acestora urmrete stabilirea cantitativ a diverselor sruri dizolvate, care modific proprietile de baz ale noroaielor, iar n cazul fluidelor de foraj tratate cu electrolii (sare, var, gips etc.) se poate menine concentraia acestora n limitele optime. Determinarea coninutului de cloruriAceast determinare const n tratarea ionilor de clor cu azotat de argint, n prezena cromatului de potasiu ca indicator.Au loc urmtoarele reacii chimice:NaCl AgNO3 AgCl NaNO3 K2CrO4 2AgNO3 Ag2CrO4 2KNO33 Proprietile fluidelor de foraj

  • Cnd ionul de clor este complet precipitat sub form de clorur de argint, un mic exces de azotat de argint face s se schimbe culoarea soluiei de la galben, datorit cromatului de potasiu, la rou-portocaliu (crmiziu), ca urmare a formrii cromatului de argint.Se noteaz volumul de azotat de argint consumat (n cm3) la titrare, iar cantitatea de NaCl (sau poate fi KCl) din filtrat se calculeaz din relaia:unde n este normalitatea soluiei de azotat de argint folosit (0,1 sau 1).3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Ionul de Ca2 ntr-un fluid de foraj poate aciona ca un contaminant, dac se traverseaz formaiuni ce conin gips sau anhidrit (caz n care sunt afectate simitor proprietile de filtrare, viscozitate, gelaie), sau ca un cation polivalent, cu funciuni multiple n reglarea proprietilor de baz ale noroiului i care trebuie meninut ntre anumite limite n apa liber a lui (de exemplu noroiul cu var, gips, CaCl2).Se titreaz proba (sub agitare continu) cu soluie de Complexon III, pn ce culoarea se schimb de la rou la albastru net. Se noteaz volumul de soluie de Complexon III consumat i se calculeaz concentraia ionilor de calciu, n mg/l: Determinarea coninutului de ioni de calciu n relaie f este factorul soluiei de Complexon III, iar VCIII reprezint cm3 de soluie de Complexon utilizai pentru titrare.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 13. Stabilitatea fluidelor de foraj Fluidele de foraj sunt sisteme disperse, eterogene, preparate cu faza continu ap sau motorin i densiti ce variaz de la 1000 la 2300kg/m3.Lsate n repaus, n sond sau n habe, dar i n prezena unor contaminani, au tendina s-i separe fazele: particulele solide se depun, faza lichid se separ la suprafa i spumele se sparg. Prin stabilitate se nelege proprietatea sistemelor disperse n de a nu se separa n fazele lor componente. Stabilitatea fluidelor de foraj se evalueaz pe mai multe ci, funcie i de tipul fluidului. a. Separarea de lichid la suprafa. Se determin prin volumul de lichid separat la suprafaa unui cilindru gradat, plin cu fluid, dup 24 ore de repaus. Fluidul este considerat stabil dac nu separ mai mult de 1-2% lichid.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • b. Segregarea gravitaional. Instabilitatea unui sistem dispers se poate manifesta prin coborrea parial sau chiar depunerea particulelor solide, ndeosebi a celor cu densitate mare, grosiere, neumectabile. Ea poate fi apreciat prin diferena de densitate dintre jumtatea inferioar i cea superioar a unei probe lsate 24 ore n repaus ntr-un cilindru.Fluidele obinuite sunt considerate stabile dac diferena de densitate dintre cele dou jumti este mai mic de 20 kg/m3, iar cele ngreuiate atunci cnd aceast diferen nu depete 5060 kg/m3. c. Stabilitatea electric este o msur a stabilitii emulsiilor inverse. Se aprecieaz prin tensiunea electric dintre doi electrozi imersai n fluid, aflai la o distan standard, la care emulsia se sparge: picturile de ap, de regul mineralizate, se unesc i circuitul dintre electrozi se nchide. O emulsie este considerat stabil dac tensiunea de spargere este mai mare de 100-150 V.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 14. Activitatea fazei apoase Principala cauz a instabilitii rocilor argiloase o constituie adsorbia apei i a cationilor din fluidul de foraj, urmat de hidratarea, umflarea i dispersarea acestora. Intensitatea producerii acestor fenomene este determinat de concentraia i mineralizaia apei din fluidul de foraj i din roc, de natura mineralelor argiloase, de gradul de compactare a rocilor, posibilitatea sau imposibilitatea eliminrii fluidelor din pori n timpul sedimentrii etc. Activitatea fazei apoase a unui fluid de foraj exprim msura n care moleculele de ap au posibilitatea s interacioneze cu rocile hidrofile traversate, direct sau prin osmoz.Cnd faza apoas din fluidul de foraj este mai puin mineralizat dect cea din roca argiloas, ea este mai activ i ptrunde n roc, producnd diferite fenomene de instabilitate.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • Invers, cnd apa din formaiune are un potenial chimic mai sczut, rocile se deshidrateaz i se consolideaz. Pentru a mpiedica aceste fenomene de migrare a apei ar trebui s nu existe nici o diferen de potenial. Fluidele a cror activitate este egal cu cea a apei din rocile traversate se numesc fluide cu activitate echilibrat. Activitatea apei mineralizate dintr-un fluid sau roc poate fi definit ca raport ntre presiunea ei de vapori i cea a apei curate (activitatea apei curate se admite egal cu unitatea). Presiunea de vapori a unei soluii scade cu gradul de mineralizare. Prin reglarea corespunztoare a activitii fazei apoase a unui fluid (mai ales a emulsiilor inverse) se limiteaz invazia apei n rocile argiloase i apariia problemelor de instabilitate a rocilor.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 15. Adezivitatea i proprietile lubrifiante Adezivitatea este un fenomen de suprafa, provocat de afinitatea moleculelor de lichid fa de metal. Mrimea adezivitii depinde de natura fazei lichide (ap sau petrol), tipul i concentraia materialelor aditive din fluid, prezena i natura substanelor tensioactive, timpul de contact.n mod practic, nu exist o scar a adezivitii, iar valorile msurate sunt relative. Adezivitatea turtei de colmatare se poate aprecia cu diverse dispozitive, introduse ntr-o celul de filtrare, msurnd:fora de desprindere transversal a unui disc metalic lipit de o turt de colmatare;fora de dsprindere lateral a unei plci sau tije metalice lipite pe suprafaa unei turte;momentul de torsiune necesar desprinderii unui disc metalic lipit de turta de colmatare.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • n acest fel sunt simulate de fapt fenomenele din sond, dar ceea ce se msoar include att forele de adeziune, ct i pe cele de frecare.

    Proprietile lubrifiante ale fluidelor de foraj se evalueaz prin mrimea coeficientului de frecare metal-roc, metal-metal, metal-turt de colmatare, metal-cauciuc, dar i prin durata de lucru a elementelor metalice respective. Cunoscnd coeficienii de frecare se pot determina valorile forelor de frecare ce intervin la manevrarea garniturii de foraj, la tubarea coloanelor, momentul necesar rotirii garniturii, momentul forelor de frecare din lagrele motoarelor de fund i a sapelor cu role etc. 3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 16. Capacitatea abraziv i eroziv Prezena particulelor solide din fluidele de foraj i circulaia intens i sub presiune a acestor fluide, provoac adeseori uzura echipamentului cu care vin n contact. Uzura care se produce poate fi abraziv sau prin eroziune.Uzura abraziv este provocat de particulele dure din fluidul de foraj (cuarul i materialele de ngreuiere cu duritate mareUzura eroziv apare la elementele prin care circul fluidul de foraj (prjini, duzele sapei, pompe, manifold, motoare de fund) sau care se mic n raport cu acesta (supapele pompelor, dinii sapelor, exteriorul prjinilor). Capacitatea de eroziune a unui fluid de foraj este determinat de viteza de curgere, de unghiul de impact cu suprafaa erodat, de masa i concentraia particulelor solide.3 Proprietile fluidelor de foraj

  • 4. Funciile fluidului de foraj Funciile fluidului de foraj:cur talpa sondei de detritus i l transport la suprafa;realizeaz contrapresiune asupra pereilor sondei colmateaz pereii sondei n dreptul rocilor poros-permeabile, contribuie la rcirea i lubrifierea elementelor active ale sapei, lagrelor sapei sau motoarelor de fund, reducnd frecrile i uzura garniturii de foraj;menin detritusul n suspensie atunci cnd se oprete circulaiareprezint mediul prin care se transmite puterea hidraulic disponibil de la suprafa la instrumentul de dislocare, fluidul fiind un parametru activ al regimului de foraj;preia o parte din greutatea garniturii de foraj i a coloanei de burlane, furnizeaz informaii asupra rocilor interceptate i a fluidelor din porii acestora

  • 4. Funciile fluidului de foraj Alte cerine pentru fluidele de foraj:s nu afecteze, fizic sau chimic, rocile traversate i s nu modifice permeabilitatea stratelor productive s nu fie la rndul lui afectat de mineralele solubile (sare, gips, anhidrit), de apele mineralizate, de gaze (dioxid de carbon, hidrogen sulfurat), temperaturi sau presiuni s permit investigarea geofizic a rocilor i fluidelor coninute de acestea, precum i recoltarea probelor de roc, n condiii ct mai apropiate de cele in situ;s previn eroziunea i coroziunea echipamentului din sond;s nu fie toxice, inflamabile sau s produc poluarea mediului nconjurtor i apelor freatice;s fie uor de preparat, manipulat, ntreinut i curat de detritus sau gaze;s nu reclame cantiti mari sau greu de procurat de aditivi pentru meninerea proprietilor, deci s fie pe ct posibil ieftine, iar pomparea s aib loc cu cheltuieli minime de energie.

  • 4. Funciile fluidului de foraj 1. Curirea tlpii i evacuarea detritusului la suprafa La forajul rotativ-hidraulic viteza de avansare va fi maxim dac toate elementele active ale sapei lucreaz permanent n roc vie. Acumularea de detritus pe talpa sondei duce la manonarea tlpii sondei, sau are loc o ncrcare sau manonare a sapei datorit lipirii detritusului de elementele active ale acesteia (n formaiunile cu roci plastice). La forajul n roci dure, eventual impermeabile, se pot forma, la nivelul fragmentelor de roc din talpa sondei, fisuri insuficient dezvoltate pentru ca roca s fie uor expulzat.O splare perfect a tlpii i a sapei se realizeaz printr-o circulaie corespunztoare i eficient a fluidului de foraj, determinat de:debitul fluidului;viteza jeturilor;geometria sistemului de splare al sapei (numrul, forma i poziia duzelor);natura i proprietile fluidului de foraj (densitatea, viscozitatea, capacitatea de filtrare, coninutul de solide, capacitatea de umectare etc);diametrul i forma sapei;natura formaiunilor traversate (rezistena, consolidare, permeabilitate, fluidele din pori).

  • 4. Funciile fluidului de foraj A. Influena factorilor tehnologici Aceast dependen se exprim astfel:Influena debitului de circulaie Debitul de fluid ajuns la talpa sondei are rolul principal n splarea detritusului. Mrirea debitului determin creterea vitezei de avansare.La valori mari ale debitului, ritmul de cretere a vitezei devine nesemnificativ, n condiiile n care splarea tlpii este realizat. a i b sunt constante ce depind de roc, sap, apsare, turaie, proprietile fluidului etc.Debitul specific de splare recomandat este:

    Chart1

    0

    0.098

    0.192

    0.282

    0.368

    0.45

    0.528

    0.602

    0.672

    0.738

    0.8

    0.858

    0.912

    0.962

    1.008

    1.05

    1.088

    1.122

    1.152

    1.178

    1.2

    1.218

    1.232

    1.242

    1.25

    1.255

    1.259

    1.262

    Debitul

    Viteza de avansare

    Sheet8

    010.8Fpunct

    336

    560

    890

    12120

    017ITApunct

    0.58.7

    16.7

    25

    34.1

    43.5

    53.1

    62.8

    92.5

    302.6

    010.8F cont

    326.5

    648

    960

    1265

    1568

    2073

    2580

    2990

    017ITA cont

    0.823

    223.5

    319

    416.5

    515

    713.8

    1016.4

    1218.7

    1521.2

    1722

    2022

    2321.4

    2520.8

    2620.5

    2920

    Sheet8

    Bentonit uscat

    Bentonit prehidratat

    Concentraia, g NaCl / 100 cm3 ap

    Viscozitatea aparent ha, mPa.s

    Volumul de filtrat API VF , cm3

    ha

    ha

    F

    F

    Sheet4

    Sheet4

    0

    0.098

    0.192

    0.282

    0.368

    0.45

    0.528

    0.602

    0.672

    0.738

    0.8

    0.858

    0.912

    0.962

    1.008

    1.05

    1.088

    1.122

    1.152

    1.178

    1.2

    1.218

    1.232

    1.242

    1.25

    1.255

    1.259

    1.262

    Debitul

    Viteza de avansare

    Sheet7

    94.442719191.325170494884.974741674910100

    95.151871860892.457265632587.079109062411132

    95.848445226193.561687506689.08771466812

    96.532726387994.639587423191.010017392413

    97.20498901995.692028245792.853936105514

    97.8654941396.719993614394.626180529815

    98.514490855797.724395958296.332495807116

    99.152217180598.706083491197.977846790917

    99.778900605699.665846340899.566559318

    100.3947587659100.6044219432101.102430025719

    101101.5224998037102.588813204720

    101.5948238779102.4207257163104.028689800521

    102.17942169103.299705513105.424723326622

    102.7539769012104.1600084063106.779305339423

    103.3186655727105.0021699782108.09459284824

    103.8736567545105.8266948588109.372539331925

    104.4191128506106.6340591352110.614920654326

    104.9551899603107.4247125214111.823356863427

    105.4820381959108.1990803181112.999330653328

    105.99980198108.957565188114.144203089629

    106.5086203236109.700548765115.259227081130

    107.0086270861110.4283931184116.345558979931

    107.4999512195111.1414420859117.404268619132

    107.9827169966111.8400224906118.436348038133

    108.4570442261112.5244452537119.442719134

    108.9230484541113.1950064134120.424240167535

    109.3808411539113.8519880601121.381711977636

    109.8305299042114.4956591956122.315882827537

    110.2722185574115.1262765239123.227453170738

    110.7060073979115.7440851799124.117079700539

    111.1319932914116.3493194026124.985378991840

    111.550269826116.9422031566125.83293075641

    111.9609274455117.5229507082126.660280759742

    112.3640535747118.0917671583127.467943448143

    112.7597327391118.648848938128.256404308644

    113.1480466768119.1943842678129.026122005845

    113.5290744455119.7285535856129.77753031446

    113.9028925236120.251529945130.511039870347

    114.2695749054120.763479386131.227039768348

    114.6291931923121.2645612813131.925899009549

    114.9818166789121.7549286601132.607967827750

    115.3275124346122.2347285098133.273578899851

    115.6663453811122.7041020591133.923048454152

    115.9983783665123.1631850426134.556677287653

    116.3236722355123.6121079493135.174751699554

    116.6422858956124.0509962551135.777544350855

    116.954276381124.4799706418136.365315055856

    117.2596989128124.8991472016136.938311512557

    117.5586069566125.3086376309137.496769977358

    117.8510522769125.7085494114138.040915889259

    118.1370849898126.0989859808138.570964447260

    118.4167536125126.4800468945139.087121146461

    118.6901051103126.8518279764139.58958227562

    118.9571849424127.2144214625140.078535376463

    119.2180371045127.5679161354140.554159678564

    119.47270417127.9123974523141.016626493665

    119.7212273296128.2479476644141.46609959166

    119.9636464279128.5746459312141.90273554467

    120.2128.8925684276142.326684054268

    120.4303253049129.2017884453142.738088254269

    120.6546583584129.5023764888143.137084989870

    120.8730339639129.7944003665143.52380508571

    121.0854857422130.0779252761143.898373588872

    121.2920461597130.3530138862144.260910006773

    121.4927465553130.6197264131144.611528517674

    121.6876171665130.8781206936144.950338176675

    121.8766871536131.1282522539145.277443105376

    122.0599846233131.3701743749145.592942669877

    122.237536651131.6039381537145.89693164878

    122.4093693025131.8295925624146.189500386279

    122.5755076536132.047184503146.470734945680

    122.7359758103132.2567588598146.740717240181

    122.8907969266132.4583585486146.999525165282

    123.0399932226132.652024564147.247232718983

    123.1835860008132.8377960227147.483910114584

    123.321595662133.015710206147.709623886785

    123.4540417208133.1858025981147.924436990486

    123.5809428197133.3481069242148.128408893387

    123.7023167423133.5026551844148.32159566288

    123.8181804271133.649477687148.504050042889

    123.9285499785133.788603079148.675821536290

    124.0334406795133.9200583752148.836956466591

    124.1328670015134.043868984992

    124.2268426152134.160058737193

    124.3153804134.268649904494

    124.3984924528134.369663224195

    124.4761900966134.463117918896

    124.548483888397

    124.61538362698

    124.676898355599

    124.7330363768100

    124.7838052493

    granit

    calcar

    ist

    Viteza jeturilor, m/s

    Creterea vitezei, %

    Sheet6

    6500

    561200

    50

    45

    39.2

    35.5

    33.1

    32

    30.8

    30

    29.4

    29.1

    28.9999999

    29

    29.1

    29.6

    30.2

    31.1

    32

    33

    34.5

    36

    38

    40

    43

    46

    49.5

    54

    59

    65

    72

    82

    95.9999959

    Coninutul de Ca++ n filtrat, mg/l

    Viscozitatea aparent, cP

    Sheet1

    2.700

    3040

    4.5

    6.3

    8.6

    11

    14.5

    20

    24.2

    28.8

    36

    Concentraia Na+ n soluie, %

    Concentraia Na+ n argil, %

    Sheet2

    810600410

    540450260

    384340170

    26922082

    20514025

    158900

    12150

    9127

    7011

    530

    38

    30

    24

    19

    16

    0

    70 oC

    50 oC

    20 oC

    Coninutul de NaOH, kg/m3

    Coninutul de Ca++ n soluie, mg/l

    Sheet5

    171710.810.8

    8.72326.536

    6.723.54860

    5196090

    4.116.565120

    3.51568

    3.113.873

    2.816.480

    2.518.790

    2.621.2

    22

    22

    21.4

    20.8

    20.5

    20

    Bentonit uscat

    Bentonit prehidratat

    Concentraia, g NaCl / 100 cm3 ap

    Viscozitatea aparent ha, mPa.s

    Volumul de filtrat API VF , cm3

    ha

    ha

    F

    F

    Sheet3

    PARTICULA DE BENTONIT

    0810

    0.9540

    1.8384

    3269

    4205

    5158

    6121

    791

    870

    953

    1038

    1130

    1224

    1319

    1416

    200

    0600

    0.4450

    0.9340

    1.9220

    3140

    490

    550

    627

    711

    8.50

    0410

    0.5260

    1.1170

    282

    325

    40

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    00

    00

    00

    00

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    70 oC

    50 oC

    20 oC

    Coninutul de NaOH, kg/m3

    Coninutul de Ca++ n soluie, mg/l

    -55

    00

    0.020.098

    0.040.192

    0.060.282

    0.080.368

    0.10.45

    0.120.528

    0.140.602

    0.160.672

    0.180.738

    0.20.8

    0.220.858

    0.240.912

    0.260.962

    0.281.008

    0.31.05

    0.321.088

    0.341.122

    0.361.152

    0.381.178

    0.41.2

    0.421.218

    0.441.232

    0.461.242

    0.481.25

    0.51.255

    0.521.259

    0.541.262

    0.561.265

    0.581.266

    0.61.266

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Debitul

    Viteza de avansare

    abcd

    1501205101

    1271201599

    1081203097

    194.442719191.325170494884.9747416749

    295.151871860892.457265632587.0791090624

    395.848445226193.561687506689.087714668

    496.532726387994.639587423191.0100173924

    597.20498901995.692028245792.8539361055

    697.8654941396.719993614394.6261805298

    798.514490855797.724395958296.3324958071

    899.152217180598.706083491197.9778467909

    999.778900605699.665846340899.5665593

    10100.3947587659100.6044219432101.1024300257

    11101101.5224998037102.5888132047

    12101.5948238779102.4207257163104.0286898005

    13102.17942169103.299705513105.424723326640100

    14102.7539769012104.1600084063106.779305339440132

    15103.3186655727105.0021699782108.094592848

    16103.8736567545105.8266948588109.3725393319

    17104.4191128506106.6340591352110.6149206543

    18104.9551899603107.4247125214111.8233568634

    19105.4820381959108.1990803181112.9993306533

    20105.99980198108.957565188114.1442030896

    21106.5086203236109.700548765115.2592270811

    22107.0086270861110.4283931184116.3455589799

    23107.4999512195111.1414420859117.4042686191

    24107.9827169966111.8400224906118.4363480381

    25108.4570442261112.5244452537119.4427191

    26108.9230484541113.1950064134120.4242401675

    27109.3808411539113.8519880601121.3817119776

    28109.8305299042114.4956591956122.3158828275

    29110.2722185574115.1262765239123.2274531707

    30110.7060073979115.7440851799124.1170797005

    31111.1319932914116.3493194026124.9853789918

    32111.550269826116.9422031566125.832930756

    33111.9609274455117.5229507082126.6602807597

    34112.3640535747118.0917671583127.4679434481

    35112.7597327391118.648848938128.2564043086

    36113.1480466768119.1943842678129.0261220058

    37113.5290744455119.7285535856129.777530314

    38113.9028925236120.251529945130.5110398703

    39114.2695749054120.763479386131.2270397683

    40114.6291931923121.2645612813131.9258990095

    41114.9818166789121.7549286601132.6079678277

    42115.3275124346122.2347285098133.2735788998

    43115.6663453811122.7041020591133.9230484541

    44115.9983783665123.1631850426134.5566772876

    45116.3236722355123.6121079493135.1747516995

    46116.6422858956124.0509962551135.7775443508

    47116.954276381124.4799706418136.3653150558

    48117.2596989128124.8991472016136.9383115125

    49117.5586069566125.3086376309137.4967699773

    50117.8510522769125.7085494114138.0409158892

    51118.1370849898126.0989859808138.5709644472

    52118.4167536125126.4800468945139.0871211464

    53118.6901051103126.8518279764139.589582275

    54118.9571849424127.2144214625140.0785353764

    55119.2180371045127.5679161354140.5541596785

    56119.47270417127.9123974523141.0166264936

    57119.7212273296128.2479476644141.466099591

    58119.9636464279128.5746459312141.902735544

    59120.2128.8925684276142.3266840542

    60120.4303253049129.2017884453142.7380882542

    61120.6546583584129.5023764888143.1370849898

    62120.8730339639129.7944003665143.523805085

    63121.0854857422130.0779252761143.8983735888

    64121.2920461597130.3530138862144.2609100067

    65121.4927465553130.6197264131144.6115285176

    66121.6876171665130.8781206936144.9503381766

    67121.8766871536131.1282522539145.2774431053

    68122.0599846233131.3701743749145.5929426698

    69122.237536651131.6039381537145.896931648

    70122.4093693025131.8295925624146.1895003862

    71122.5755076536132.047184503146.4707349456

    72122.7359758103132.2567588598146.7407172401

    73122.8907969266132.4583585486146.9995251652

    74123.0399932226132.652024564147.2472327189

    75123.1835860008132.8377960227147.4839101145

    76123.321595662133.015710206147.7096238867

    77123.4540417208133.1858025981147.9244369904

    78123.5809428197133.3481069242148.1284088933

    79123.7023167423133.5026551844148.321595662

    80123.8181804271133.649477687148.5040500428

    81123.9285499785133.788603079148.6758215362

    82124.0334406795133.9200583752148.8369564665

    83124.1328670015134.0438689849148.9874980465

    84124.2268426152134.1600587371149.1274864366

    85124.3153804134.2686499044149.2569588

    86124.3984924528134.3696632241149.3759493531

    87124.4761900966134.4631179188149.4844894113

    88124.5484838883134.5490317148149.582607431

    89124.615383626134.6274208593149.6703290474

    90124.6768983555134.6983001357149.7476771083

    91124.7330363768134.7616828778149.8146717041

    92124.7838052493134.8175809825149.871330194

    93124.8292117975134.866004921149.9176672287

    94124.869262115134.9069637484149.9536947696

    95124.9039615692134.9404651126149.9794221039

    96124.9333148045134.9665152613149.9948558568

    97124.9573257454134.9851190476150

    98124.9759975995134.9962799349149.9948558568

    99124.9893328592135149.9794221039

    100124.9973333037134.9962799349149.9536947696

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    00000

    00000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    000

    000

    000

    000

    000

    00

    00

    00

    00

    0

    granit

    calcar

    ist

    Viteza jeturilor, m/s

    Creterea vitezei, %

    0.9428571429

    203x

    223.3

    243.55

    263.75

    283.95

    304.25x

    324.5

    344.8

    365.2

    385.6

    406x

    426.5

    447

    467.5

    488

    508.5x

    529

    549.5

    5610

    5810.5

    6011x

    6211.8

    6412.6182.7

    6613.4203

    304.5

    406.3

    508.6

    6011

    6814.27014.5

    8020

    8524.2

    8828.8

    7015x9036

    7216.4

    7417.8

    7619.200

    7820.61000

    8022x

    822400

    8426040

    8628

    8832

    9036x

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    000

    000

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Concentraia Na+ n soluie, %

    Concentraia Na+ n argil, %

    0.000797619

    19.34881

    2065

    2256

    255000

    30450120

    4039.200

    5035.53500

    6033.1

    7032

    8030.8

    9030

    10029.4

    10529.1

    11028.9999999

    12029

    13029.1

    14029.6

    15030.2

    16031.1

    17032

    18033

    19034.5

    20036

    21038

    22040

    23043

    24046

    25049.5

    26054

    27059

    28065

    29072

    30082

    31095.9999959

    000

    000

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Coninutul de Ca++ n filtrat, mg/l

    Viscozitatea aparent, cP

  • 4. Funciile fluidului de foraj Influena vitezei jeturilor de fluidImpactul fluidului de foraj pe talpa sondei are ca urmare ndeprtarea fragmentelor de roc.Impactul jeturilor cu talpa are loc la o vitez de 70150 m/s, n raport cu cea circumferenial provocat de rotirea sapei, 0,53,0 m/s.

    Chart2

    94.442719191.325170494884.974741674910100

    95.151871860892.457265632587.079109062411132

    95.848445226193.561687506689.08771466812

    96.532726387994.639587423191.010017392413

    97.20498901995.692028245792.853936105514

    97.8654941396.719993614394.626180529815

    98.514490855797.724395958296.332495807116

    99.152217180598.706083491197.977846790917

    99.778900605699.665846340899.566559318

    100.3947587659100.6044219432101.102430025719

    101101.5224998037102.588813204720

    101.5948238779102.4207257163104.028689800521

    102.17942169103.299705513105.424723326622

    102.7539769012104.1600084063106.779305339423

    103.3186655727105.0021699782108.09459284824

    103.8736567545105.8266948588109.372539331925

    104.4191128506106.6340591352110.614920654326

    104.9551899603107.4247125214111.823356863427

    105.4820381959108.1990803181112.999330653328

    105.99980198108.957565188114.144203089629

    106.5086203236109.700548765115.259227081130

    107.0086270861110.4283931184116.345558979931

    107.4999512195111.1414420859117.404268619132

    107.9827169966111.8400224906118.436348038133

    108.4570442261112.5244452537119.442719134

    108.9230484541113.1950064134120.424240167535

    109.3808411539113.8519880601121.381711977636

    109.8305299042114.4956591956122.315882827537

    110.2722185574115.1262765239123.227453170738

    110.7060073979115.7440851799124.117079700539

    111.1319932914116.3493194026124.985378991840

    111.550269826116.9422031566125.83293075641

    111.9609274455117.5229507082126.660280759742

    112.3640535747118.0917671583127.467943448143

    112.7597327391118.648848938128.256404308644

    113.1480466768119.1943842678129.026122005845

    113.5290744455119.7285535856129.77753031446

    113.9028925236120.251529945130.511039870347

    114.2695749054120.763479386131.227039768348

    114.6291931923121.2645612813131.925899009549

    114.9818166789121.7549286601132.607967827750

    115.3275124346122.2347285098133.273578899851

    115.6663453811122.7041020591133.923048454152

    115.9983783665123.1631850426134.556677287653

    116.3236722355123.6121079493135.174751699554

    116.6422858956124.0509962551135.777544350855

    116.954276381124.4799706418136.365315055856

    117.2596989128124.8991472016136.938311512557

    117.5586069566125.3086376309137.496769977358

    117.8510522769125.7085494114138.040915889259

    118.1370849898126.0989859808138.570964447260

    118.4167536125126.4800468945139.087121146461

    118.6901051103126.8518279764139.58958227562

    118.9571849424127.2144214625140.078535376463

    119.2180371045127.5679161354140.554159678564

    119.47270417127.9123974523141.016626493665

    119.7212273296128.2479476644141.46609959166

    119.9636464279128.5746459312141.90273554467

    120.2128.8925684276142.326684054268

    120.4303253049129.2017884453142.738088254269

    120.6546583584129.5023764888143.137084989870

    120.8730339639129.7944003665143.52380508571

    121.0854857422130.0779252761143.898373588872

    121.2920461597130.3530138862144.260910006773

    121.4927465553130.6197264131144.611528517674

    121.6876171665130.8781206936144.950338176675

    121.8766871536131.1282522539145.277443105376

    122.0599846233131.3701743749145.592942669877

    122.237536651131.6039381537145.89693164878

    122.4093693025131.8295925624146.189500386279

    122.5755076536132.047184503146.470734945680

    122.7359758103132.2567588598146.740717240181

    122.8907969266132.4583585486146.999525165282

    123.0399932226132.652024564147.247232718983

    123.1835860008132.8377960227147.483910114584

    123.321595662133.015710206147.709623886785

    123.4540417208133.1858025981147.924436990486

    123.5809428197133.3481069242148.128408893387

    123.7023167423133.5026551844148.32159566288

    123.8181804271133.649477687148.504050042889

    123.9285499785133.788603079148.675821536290

    124.0334406795133.9200583752148.836956466591

    124.1328670015134.043868984992

    124.2268426152134.160058737193

    124.3153804134.268649904494

    124.3984924528134.369663224195

    124.4761900966134.463117918896

    124.548483888397

    124.61538362698

    124.676898355599

    124.7330363768100

    124.7838052493

    granit

    calcar

    ist

    Viteza jeturilor, m/s

    Creterea vitezei, %

    Sheet8

    010.8Fpunct

    336

    560

    890

    12120

    017ITApunct

    0.58.7

    16.7

    25

    34.1

    43.5

    53.1

    62.8

    92.5

    302.6

    010.8F cont

    326.5

    648

    960

    1265

    1568

    2073

    2580

    2990

    017ITA cont

    0.823

    223.5

    319

    416.5

    515

    713.8

    1016.4

    1218.7

    1521.2

    1722

    2022

    2321.4

    2520.8

    2620.5

    2920

    Sheet8

    Bentonit uscat

    Bentonit prehidratat

    Concentraia, g NaCl / 100 cm3 ap

    Viscozitatea aparent ha, mPa.s

    Volumul de filtrat API VF , cm3

    ha

    ha

    F

    F

    Sheet4

    Sheet4

    0

    0.098

    0.192

    0.282

    0.368

    0.45

    0.528

    0.602

    0.672

    0.738

    0.8

    0.858

    0.912

    0.962

    1.008

    1.05

    1.088

    1.122

    1.152

    1.178

    1.2

    1.218

    1.232

    1.242

    1.25

    1.255

    1.259

    1.262

    Debitul

    Viteza de avansare

    Sheet7

    94.442719191.325170494884.974741674910100

    95.151871860892.457265632587.079109062411132

    95.848445226193.561687506689.08771466812

    96.532726387994.639587423191.010017392413

    97.20498901995.692028245792.853936105514

    97.8654941396.719993614394.626180529815

    98.514490855797.724395958296.332495807116

    99.152217180598.706083491197.977846790917

    99.778900605699.665846340899.566559318

    100.3947587659100.6044219432101.102430025719

    101101.5224998037102.588813204720

    101.5948238779102.4207257163104.028689800521

    102.17942169103.299705513105.424723326622

    102.7539769012104.1600084063106.779305339423

    103.3186655727105.0021699782108.09459284824

    103.8736567545105.8266948588109.372539331925

    104.4191128506106.6340591352110.614920654326

    104.9551899603107.4247125214111.823356863427

    105.4820381959108.1990803181112.999330653328

    105.99980198108.957565188114.144203089629

    106.5086203236109.700548765115.259227081130

    107.0086270861110.4283931184116.345558979931

    107.4999512195111.1414420859117.404268619132

    107.9827169966111.8400224906118.436348038133

    108.4570442261112.5244452537119.442719134

    108.9230484541113.1950064134120.424240167535

    109.3808411539113.8519880601121.381711977636

    109.8305299042114.4956591956122.315882827537

    110.2722185574115.1262765239123.227453170738

    110.7060073979115.7440851799124.117079700539

    111.1319932914116.3493194026124.985378991840

    111.550269826116.9422031566125.83293075641

    111.9609274455117.5229507082126.660280759742

    112.3640535747118.0917671583127.467943448143

    112.7597327391118.648848938128.256404308644

    113.1480466768119.1943842678129.026122005845

    113.5290744455119.7285535856129.77753031446

    113.9028925236120.251529945130.511039870347

    114.2695749054120.763479386131.227039768348

    114.6291931923121.2645612813131.925899009549

    114.9818166789121.7549286601132.607967827750

    115.3275124346122.2347285098133.273578899851

    115.6663453811122.7041020591133.923048454152

    115.9983783665123.1631850426134.556677287653

    116.3236722355123.6121079493135.174751699554

    116.6422858956124.0509962551135.777544350855

    116.954276381124.4799706418136.365315055856

    117.2596989128124.8991472016136.938311512557

    117.5586069566125.3086376309137.496769977358

    117.8510522769125.7085494114138.040915889259

    118.1370849898126.0989859808138.570964447260

    118.4167536125126.4800468945139.087121146461

    118.6901051103126.8518279764139.58958227562

    118.9571849424127.2144214625140.078535376463

    119.2180371045127.5679161354140.554159678564

    119.47270417127.9123974523141.016626493665

    119.7212273296128.2479476644141.46609959166

    119.9636464279128.5746459312141.90273554467

    120.2128.8925684276142.326684054268

    120.4303253049129.2017884453142.738088254269

    120.6546583584129.5023764888143.137084989870

    120.8730339639129.7944003665143.52380508571

    121.0854857422130.0779252761143.898373588872

    121.2920461597130.3530138862144.260910006773

    121.4927465553130.6197264131144.611528517674

    121.6876171665130.8781206936144.950338176675

    121.8766871536131.1282522539145.277443105376

    122.0599846233131.3701743749145.592942669877

    122.237536651131.6039381537145.89693164878

    122.4093693025131.8295925624146.189500386279

    122.5755076536132.047184503146.470734945680

    122.7359758103132.2567588598146.740717240181

    122.8907969266132.4583585486146.999525165282

    123.0399932226132.652024564147.247232718983

    123.1835860008132.8377960227147.483910114584

    123.321595662133.015710206147.709623886785

    123.4540417208133.1858025981147.924436990486

    123.5809428197133.3481069242148.128408893387

    123.7023167423133.5026551844148.32159566288

    123.8181804271133.649477687148.504050042889

    123.9285499785133.788603079148.675821536290

    124.0334406795133.9200583752148.836956466591

    124.1328670015134.043868984992

    124.2268426152134.160058737193

    124.3153804134.268649904494

    124.3984924528134.369663224195

    124.4761900966134.463117918896

    124.548483888397

    124.61538362698

    124.676898355599

    124.7330363768100

    124.7838052493

    granit

    calcar

    ist

    Viteza jeturilor, m/s

    Creterea vitezei, %

    Sheet6

    6500

    561200

    50

    45

    39.2

    35.5

    33.1

    32

    30.8

    30

    29.4

    29.1

    28.9999999

    29

    29.1

    29.6

    30.2

    31.1

    32

    33

    34.5

    36

    38

    40

    43

    46

    49.5

    54

    59

    65

    72

    82

    95.9999959

    Coninutul de Ca++ n filtrat, mg/l

    Viscozitatea aparent, cP

    Sheet1

    2.700

    3040

    4.5

    6.3

    8.6

    11

    14.5

    20

    24.2

    28.8

    36

    Concentraia Na+ n soluie, %

    Concentraia Na+ n argil, %

    Sheet2

    810600410

    540450260

    384340170

    26922082

    20514025

    158900

    12150

    9127

    7011

    530

    38

    30

    24

    19

    16

    0

    70 oC

    50 oC

    20 oC

    Coninutul de NaOH, kg/m3

    Coninutul de Ca++ n soluie, mg/l

    Sheet5

    171710.810.8

    8.72326.536

    6.723.54860

    5196090

    4.116.565120

    3.51568

    3.113.873

    2.816.480

    2.518.790

    2.621.2

    22

    22

    21.4

    20.8

    20.5

    20

    Bentonit uscat

    Bentonit prehidratat

    Concentraia, g NaCl / 100 cm3 ap

    Viscozitatea aparent ha, mPa.s

    Volumul de filtrat API VF , cm3

    ha

    ha

    F

    F

    Sheet3

    PARTICULA DE BENTONIT

    0810

    0.9540

    1.8384

    3269

    4205

    5158

    6121

    791

    870

    953

    1038

    1130

    1224

    1319

    1416

    200

    0600

    0.4450

    0.9340

    1.9220

    3140

    490

    550

    627

    711

    8.50

    0410

    0.5260

    1.1170

    282

    325

    40

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    00

    00

    00

    00

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    70 oC

    50 oC

    20 oC

    Coninutul de NaOH, kg/m3

    Coninutul de Ca++ n soluie, mg/l

    -55

    00

    0.020.098

    0.040.192

    0.060.282

    0.080.368

    0.10.45

    0.120.528

    0.140.602

    0.160.672

    0.180.738

    0.20.8

    0.220.858

    0.240.912

    0.260.962

    0.281.008

    0.31.05

    0.321.088

    0.341.122

    0.361.152

    0.381.178

    0.41.2

    0.421.218

    0.441.232

    0.461.242

    0.481.25

    0.51.255

    0.521.259

    0.541.262

    0.561.265

    0.581.266

    0.61.266

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Debitul

    Viteza de avansare

    abcd

    1501205101

    1271201599

    1081203097

    194.442719191.325170494884.9747416749

    295.151871860892.457265632587.0791090624

    395.848445226193.561687506689.087714668

    496.532726387994.639587423191.0100173924

    597.20498901995.692028245792.8539361055

    697.8654941396.719993614394.6261805298

    798.514490855797.724395958296.3324958071

    899.152217180598.706083491197.9778467909

    999.778900605699.665846340899.5665593

    10100.3947587659100.6044219432101.1024300257

    11101101.5224998037102.5888132047

    12101.5948238779102.4207257163104.0286898005

    13102.17942169103.299705513105.424723326640100

    14102.7539769012104.1600084063106.779305339440132

    15103.3186655727105.0021699782108.094592848

    16103.8736567545105.8266948588109.3725393319

    17104.4191128506106.6340591352110.6149206543

    18104.9551899603107.4247125214111.8233568634

    19105.4820381959108.1990803181112.9993306533

    20105.99980198108.957565188114.1442030896

    21106.5086203236109.700548765115.2592270811

    22107.0086270861110.4283931184116.3455589799

    23107.4999512195111.1414420859117.4042686191

    24107.9827169966111.8400224906118.4363480381

    25108.4570442261112.5244452537119.4427191

    26108.9230484541113.1950064134120.4242401675

    27109.3808411539113.8519880601121.3817119776

    28109.8305299042114.4956591956122.3158828275

    29110.2722185574115.1262765239123.2274531707

    30110.7060073979115.7440851799124.1170797005

    31111.1319932914116.3493194026124.9853789918

    32111.550269826116.9422031566125.832930756

    33111.9609274455117.5229507082126.6602807597

    34112.3640535747118.0917671583127.4679434481

    35112.7597327391118.648848938128.2564043086

    36113.1480466768119.1943842678129.0261220058

    37113.5290744455119.7285535856129.777530314

    38113.9028925236120.251529945130.5110398703

    39114.2695749054120.763479386131.2270397683

    40114.6291931923121.2645612813131.9258990095

    41114.9818166789121.7549286601132.6079678277

    42115.3275124346122.2347285098133.2735788998

    43115.6663453811122.7041020591133.9230484541

    44115.9983783665123.1631850426134.5566772876

    45116.3236722355123.6121079493135.1747516995

    46116.6422858956124.0509962551135.7775443508

    47116.954276381124.4799706418136.3653150558

    48117.2596989128124.8991472016136.9383115125

    49117.5586069566125.3086376309137.4967699773

    50117.8510522769125.7085494114138.0409158892

    51118.1370849898126.0989859808138.5709644472

    52118.4167536125126.4800468945139.0871211464

    53118.6901051103126.8518279764139.589582275

    54118.9571849424127.2144214625140.0785353764

    55119.2180371045127.5679161354140.5541596785

    56119.47270417127.9123974523141.0166264936

    57119.7212273296128.2479476644141.466099591

    58119.9636464279128.5746459312141.902735544

    59120.2128.8925684276142.3266840542

    60120.4303253049129.2017884453142.7380882542

    61120.6546583584129.5023764888143.1370849898

    62120.8730339639129.7944003665143.523805085

    63121.0854857422130.0779252761143.8983735888

    64121.2920461597130.3530138862144.2609100067

    65121.4927465553130.6197264131144.6115285176

    66121.6876171665130.8781206936144.9503381766

    67121.8766871536131.1282522539145.2774431053

    68122.0599846233131.3701743749145.5929426698

    69122.237536651131.6039381537145.896931648

    70122.4093693025131.8295925624146.1895003862

    71122.5755076536132.047184503146.4707349456

    72122.7359758103132.2567588598146.7407172401

    73122.8907969266132.4583585486146.9995251652

    74123.0399932226132.652024564147.2472327189

    75123.1835860008132.8377960227147.4839101145

    76123.321595662133.015710206147.7096238867

    77123.4540417208133.1858025981147.9244369904

    78123.5809428197133.3481069242148.1284088933

    79123.7023167423133.5026551844148.321595662

    80123.8181804271133.649477687148.5040500428

    81123.9285499785133.788603079148.6758215362

    82124.0334406795133.9200583752148.8369564665

    83124.1328670015134.0438689849148.9874980465

    84124.2268426152134.1600587371149.1274864366

    85124.3153804134.2686499044149.2569588

    86124.3984924528134.3696632241149.3759493531

    87124.4761900966134.4631179188149.4844894113

    88124.5484838883134.5490317148149.582607431

    89124.615383626134.6274208593149.6703290474

    90124.6768983555134.6983001357149.7476771083

    91124.7330363768134.7616828778149.8146717041

    92124.7838052493134.8175809825149.871330194

    93124.8292117975134.866004921149.9176672287

    94124.869262115134.9069637484149.9536947696

    95124.9039615692134.9404651126149.9794221039

    96124.9333148045134.9665152613149.9948558568

    97124.9573257454134.9851190476150

    98124.9759975995134.9962799349149.9948558568

    99124.9893328592135149.9794221039

    100124.9973333037134.9962799349149.9536947696

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    00000

    00000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    000

    000

    000

    000

    000

    00

    00

    00

    00

    0

    granit

    calcar

    ist

    Viteza jeturilor, m/s

    Creterea vitezei, %

    0.9428571429

    203x

    223.3

    243.55

    263.75

    283.95

    304.25x

    324.5

    344.8

    365.2

    385.6

    406x

    426.5

    447

    467.5

    488

    508.5x

    529

    549.5

    5610

    5810.5

    6011x

    6211.8

    6412.6182.7

    6613.4203

    304.5

    406.3

    508.6

    6011

    6814.27014.5

    8020

    8524.2

    8828.8

    7015x9036

    7216.4

    7417.8

    7619.200

    7820.61000

    8022x

    822400

    8426040

    8628

    8832

    9036x

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    000

    000

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Concentraia Na+ n soluie, %

    Concentraia Na+ n argil, %

    0.000797619

    19.34881

    2065

    2256

    255000

    30450120

    4039.200

    5035.53500

    6033.1

    7032

    8030.8

    9030

    10029.4

    10529.1

    11028.9999999

    12029

    13029.1

    14029.6

    15030.2

    16031.1

    17032

    18033

    19034.5

    20036

    21038

    22040

    23043

    24046

    25049.5

    26054

    27059

    28065

    29072

    30082

    31095.9999959

    000

    000

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Coninutul de Ca++ n filtrat, mg/l

    Viscozitatea aparent, cP

  • 4. Funciile fluidului de foraj Deoarece suprafaa de impact este relativ mic (o coroan circular cu limea de aproximativ trei ori diametrul duzelor), restul tlpii sondei este splat de aceast micare paralel cu talpa, numit i curgere ncruciat, fluidul rspndit prin impactul unuia din jeturi, ncrucindu-se cu cel mprtiat de celelalte jeturi.

    Dac se consider o particul oarecare de detritus n planul tlpii sondei asupra ei vor aciona att fore de reinere a particulei pe talp, ct i fore care tind s o ndeprteze.

  • 4. Funciile fluidului de foraj Forele care rein particula pe talp sunt:greutatea proprie i fora de inerie a particulei, Gp ;fora de presiune , creat de diferena dintre presiunea noroiului pn i cea a fluidelor de sub particul (din porii rocilor), unde Al este aria proieciei particulei pe un plan paralel cu talpa sondei;fora de frecare i adeziune fa de talp, .Forele care tind s ndeprteze particula de detritus din talpa sondei sunt:fora de impact lateral (dac particula depete planul tlpii), care, n regim turbulent, este: unde c este un coeficient de rezisten hidraulic, A2-aria proieciei particulei pe un plan perpendicular pe direcia de curgere, vp-viteza curentului de fluid paralel cu talpa sondei, -densitatea fluidului;fora ascensional, provocat de diferena de vitez de deasupra i de sub particul

    fora de frecare vscoas, creat de micarea fluiduluiunde este tensiunea de forfecare a fluidului la suprafaa particulei.

  • 4. Funciile fluidului de foraj n ipoteza c jetul de fluid ce iese din duzele sapei este perpendicular pe talp, pentru curgerea paralel cu talpa s-au stabilit urmtoarele relaii: n care Ds reprezint diametrul sapei, iar K1, K2 sunt constante de proporionalitate.

    Se vede c la o valoare maxim a produsului Q.vj se obin viteze maxime de curgere n planul tlpii sondei, iar splarea i curirea de detritus sunt cu att mai eficiente cu ct diametrul sondei este mai mic.