Как называется процесс поглощения жидкости
Поступление воды и ионов в растительную клетку. Диффузия
» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>
Поступление воды и ионов в растительную клетку
При температуре выше абсолютного нуля все молекулы находятся в постоянном движении. Диффузия – это процесс, ведущий к равномерному распределению молекул газов или растворенного вещества и растворителя благодаря их постоянному движению. Диффузия всегда направлена от большей концентрации вещества к меньшей. Количество вещества J, диффундирующего в единицу времени через воображаемое поперечное сечение, зависит от величины градиента dc/dx (градиент – мера изменения какого-либо параметра с расстоянием или временем) и от природы диффундирующего вещества, влияющего на коэффициент диффузии D. Это 1-й закон диффузии Фика, который описывается следующим уравнением:
так как суммарный поток направлен в сторону области меньшей концентрации, в уравнении стоит знак минус.
Скорость диффузии уменьшается с увеличением ее продолжительности. Проходимое путем диффузии расстояние пропорционально не времени, как при равномерном движении, а ее квадратному корню. Это 2-й закон диффузии Фика:
где dc/dt – изменение концентрации вещества во времени.
Диффузия воды через полупроницаемую мембрану называется осмосом. Полупроницаемая мембрана – это мембрана хорошо проницаемая для воды и непроницаемая или плохо проницаемая для растворенных в воде веществ. Осмотическая ячейка – это пространство, окруженное полупроницаемой мембраной и заполненное каким-либо водным раствором. Все клеточные мембраны, в том числе плазмалемма и тонопласт, являются полупроницаемыми мембранами. Вода проходит в клетку через водные поры в плазмалемме, образованные специальными белками аквапоринами.
Внутри осмотической ячейки раствор развивает осмотическое давление :
где с – концентрация раствора в молях,
Т – абсолютная температура,
R – газовая постоянная 0,082 л * атм/град * моль,
i – изотонический коэффициент, равный 1 + (n-1), где – степень электролитической диссоциации,
n – число ионов, на которые распадается молекула электролита.
Благодаря осмотическому притоку воды в клетку там возникает гидростатическое давление, называемое тургорным. Это давление прижимает цитоплазму к клеточной стенке и растягивает ее. Клеточная стенка имеет ограниченную эластичность и оказывает равное противодавление. Эластическое растяжение ткани благодаря тургорному давлению ее клеток придает твердость не одревесневшим частям растений. Завядающие побеги становятся дряблыми, так как при потере воды тургорное давление падает. Тургорное давление противодействует притоку воды в клетку. Давление, с которым вода осмотически притекает в клетку, равно таким образом, разности между осмотическим давлением и тургорным давлением P. Эту величину называют сосущей силой S: S = – P. Вода поступает в клетку из внешнего раствора, если его потенциальное осмотическое давление меньше сосущей силы клетки и, наоборот, вода выходит из клетки в раствор с более высоким потенциальным осмотическим давлением.
При термодинамической трактовке сосущая сила заменяется водным потенциалом w. Водный потенциал можно определить как работу, необходимую для того, чтобы поднять потенциал связанной воды до потенциала чистой, то есть свободной воды. Термин водный потенциал не совсем точен. Правильнее, но менее употребителен термин разность потенциалов воды, поскольку он определяется разностью между химическими потенциалами воды в системе w (например, вакуоле) и чистой воды ow при атмосферном давлении. Абсолютные значения w и ow неизвестны, но их разность можно определить. Она всегда отрицательна. Потенциал воды в растворе, растении, почве и атмосфере меньше 0. Потенциал чистой воды равен 0.
Можно также заменить и P на потенциалы, а именно на осмотический потенциал (отрицательный) и потенциал давления р (как правило, положительный). В таком случае осмотическое уравнение превращается в уравнение потенциала воды:
Величину осмотического потенциала можно определить плазмолитическим методом. Плазмолиз – это процесс, обусловленный потерей воды клеткой. Он проявляется в отходе протопласта от клеточной стенки. В отдельных местах цитоплазма может в течение более или менее продолжительного времени сохранять связь с клеточной стенкой, образуя так называемые нити Гехта. Наблюдаются различные формы плазмолиза: выпуклый плазмолиз при небольшой вязкости цитоплазмы и вогнутый плазмолиз при высокой вязкости цитоплазмы (рис. 2.4). При переносе плазмолизированных тканей в гипотонический раствор или чистую воду вода поступает в клетку и происходит деплазмолиз. Количество воды в клетке увеличивается, объем вакуоли возрастает и она прижимает цитоплазму к клеточной стенке. Плазмолитический метод основан на подборе изоосмотического (изотонического) раствора, то есть имеющего осмотический потенциал равный осмотическому потенциалу клетки. Раствор, при котором начался плазмолиз, имеет осмотический потенциал примерно равный осмотическому потенциалу клетки. Зная концентрацию наружного раствора в молях, можно вычислить осмотический потенциал клетки.
Рис. 2.4. Формы плазмолиза. 1 – последовательные этапы плазмолиза в клетках листа мха, 2 – выпуклая форма плазмолиза (колпачковый плазмолиз) в клетке эпидермиса чешуи лука с окрашенной антоцианом вакуолью: а – ядро, б – цитоплазма, в – вакуоль (по Д. А. Сабинину – цит. по С. И. Лебедеву).
Иногда при сильном завядании протопласт не отстает от клеточной стенки как при плазмолизе, а сжимается и тянет ее за собой. При этом клеточная стенка прогибается. Это явление называют циторризом. Развивается натяжение или отрицательное давление стенки и потенциал тургорного давления приобретает отрицательное значение. В этом случае величина водного потенциала определяется уже не разностью, а суммой осмотического потенциала и потенциала давления: –w = – + p.
Поступление воды в клетку обусловлено не только осмотическим давлением, но и силой набухания. Набуханием называют поглощение жидкости или пара высокомолекулярным веществом (набухающим телом), сопровождаемое увеличением объема. Явление набухания обусловлено коллоидальными и капиллярными эффектами. В протоплазме преобладает набухание на коллоидальной основе (гидратация коллоидов), а в клеточной стенке наблюдаются оба эффекта: капиллярный – накопление воды между микрофибриллами и в межмицеллярных пространствах и коллоидальный – гидратация полисахаридов, особенно гемицеллюлоз.
Таким образом, для клетки характерны следующие уравнения водного потенциала:
Вода в клетку может поступать также в процессе пиноцитоза, когда часть плазмалеммы под влиянием различных причин, чаще всего в результате адсорбции на плазмалемме крупных молекул и вирусных частиц, прогибается внутрь клетки, внешние края такой инвагинации смыкаются и виде пузырька – везикулы с адсорбированной частицей и внешним раствором проходит внутрь цитоплазмы.
2.5. Поступление ионов в клетку
Все неорганические питательные вещества поглощаются в форме ионов, содержащихся в водных растворах. Поглощение ионов клеткой начинается с их взаимодействия с клеточной стенкой. Ионы могут частично локализоваться в межмицеллярных и межфибриллярных промежутках клеточной стенки, частично связываться и фиксироваться в клеточной стенке электрическими зарядами.
Поступившие ионы легко вымываются. Объем клетки, доступный для свободной диффузии ионов, получил название свободного пространства. Свободное пространство включает межклетники, клеточные стенки и промежутки, которые могут возникать между клеточной стенкой и плазмалеммой. Иногда его называют кажущееся свободное пространство (КСП). Термин “кажущееся” означает, что его объем зависит от объекта и природы растворенного вещества. КСП занимает в растительных тканях 5-10 % объема. Свободное пространство всего растения получило название апопласт, в отличие от симпласта – совокупности протопластов всех клеток.
Поглощение и выделение веществ в КСП – физико-химический пассивный процесс, не зависимый от температуры и ингибиторов энергетического и белкового обменов. Клеточная стенка обладает свойствами ионообменника, так как в ней адсорбированы ионы Н + и НCO – 3, обменивающиеся в эквивалентных количествах на ионы внешнего раствора. В клеточную стенку входят амфотерные белковые соединения, заряд которых меняется при изменение рН. Поэтому адсорбция ионов зависит от величины рН. Из-за преобладания отрицательных фиксированных зарядов в клеточной стенке происходит первичное концентрирование катионов (особенно двух- и трехвалентных).
Любая разность электрических потенциалов, которая возникает на мембранах, вызывает соответствующее перемещение ионов.
Электрический потенциал на мембране – трансмембранный потенциал может возникнуть по следующим причинам:
Активный транспорт – это транспорт, идущий против электрохимического градиента с затратой энергии, выделяющейся в процессе метаболизма. В определенных пределах с повышением температуры скорость активного поглощения веществ возрастает. В отсутствие кислорода, в атмосфере азота поступление ионов резко тормозится. Под влиянием дыхательных ядов, таких как цианистый калий, окись углерода, и ингибиторов дыхания, таких как 2,4-динитрофенол, азид натрия, транспорт ионов ингибируется. С другой стороны, увеличение содержания АТФ усиливает процесс поглощения.
Опыты, проведенные на искусственных липидных мембранах, показали, что перенос ионов может происходить под влиянием некоторых антибиотиков – ионофоров, вырабатываемых бактериями и грибами. В одних случаях катион входит во внутреннюю полость молекулы ионофора. Образованный комплекс диффундирует через мембрану во много раз быстрее по сравнению со свободным ионом. Ионофоры другого типа взаимодействуют с мембранами, образуя в них поры.
Активный транспорт ионов через мембрану осуществляется с помощью переносчиков. Ион реагирует со своим переносчиком на поверхности плазмалеммы. Комплекс переносчика с ионом подвижен в самой мембране и передвигается к ее внутренней стороне. Здесь комплекс распадается и ион освобождается во внутреннюю среду, а переносчик передвигается к внешней стороне мембраны. Подтверждением наличия переносчиков служит тот факт, что при увеличении концентрации солей в окружающем растворе скорость поступления солей сначала возрастает, а затем остается постоянной. Это объясняется ограниченным числом переносчиков. Переносчики специфичны, то есть участвуют в переносе только определенных ионов и, тем самым, обеспечивают избирательность поступления.
Транспорт с участием переносчиков может идти по градиенту электрохимического потенциала. Это пассивный транспорт, но благодаря переносчикам он идет с большей скоростью, чем обычная диффузия и этот процесс носит название облегченной диффузии.
Как называется процесс поглощения жидкости
Тест 1. Тип простейшие. 7 класс.
Задание 1. Выберите только один – правильный ответ.
1. Укажите признак, характерный только для царства растений.
а) дышат, питаются, размножаются; в) обладают раздражимостью;
б) состоят из разнообразных тканей; г) автотрофы (продуценты).
2. В какой момент амеба обыкновенная превращается в цисту?
а) перед делением; в) при чрезмерном размножении;
б) перед накоплением питательных веществ; г) при неблагоприятных условиях.
3. Как называется процесс поглощения жидкостей амебой обыкновенной?
а) диффузия; в) пиноцитоз;
б) фагоцитоз; г) пищеварение.
4. На каком органоиде эвглены зеленой происходит процесс фотосинтеза?
а) жгутик; в) стигма (глазок);
б) хлоропласт; г) ядро.
5. Через какой органоид инфузория-туфелька поглощает пищу?
а) глотка; в) порошица;
б) ротовое отверстие; г) сократительная вакуоль.
6. Какое простейшее передвигается с помощью ресничек?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
7. Какое простейшее образует колонии?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
8. Какое простейшее имеет жгутик?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
9. Какое из простейших не является паразитом?
а) амеба дизентерийная; в) лямблии;
10. Какое из простейших образует ложноножки?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
Задание 2. Установите соответствие между объектами и процессами.
1. Установите соответствие между функцией органоида и его видом.
Функция органоида: Вид органоида:
А) передвижение; 1. жгутик
Б) дыхание; 2. Сократительная вакуоль
В) выделение; 3. митохондрии
2. Установите соответствие между процессом и видом простейшего.
Процесс: Вид простейшего:
А) фотосинтез; 1. Амеба дизентерийная
Б) пиноцитоз; 2. Вольвокс
В) коньюгация; 3. Кархезиум
3. Установите соответствие между средой обитания и видом простейшего.
Среда обитания: Вид простейшего:
А) пресный водоем; 1. Лямблии
Б) соленый водоем; 2. Амеба обыкновенная
В) организм; 3.Фораминеферы
4. Установите соответствие между способом питания и простейшими.
Способ питания: Простейшие:
А) гетеротроф; 1. Споровики
Б) паразит; 2. Жгутиконосцы
В) на свету автотроф; 3. Корненожки
5. Установите соответствие между процессом размножения и классом простейшего.
Процесс размножения: Класс простейшего:
А) бесполый (митоз); 1. Жгутиконосцы
Б) половой (коньюгация); 2. Инфузории
Задание 3. Дайте развернутый ответ на вопросы.
1.Дайте характеристику процессу размножения на примере инфузории-туфельки.
3.Опишите процесс дыхания простейших.
Тест 1. Тип простейшие. 7 класс.
Задание 1. Выберите только один – правильный ответ.
1. Укажите признак, характерный только для царства растений.
г) автотрофы (продуценты).
2. В какой момент амеба обыкновенная превращается в цисту?
г) при неблагоприятных условиях.
3. Как называется процесс поглощения жидкостей амебой обыкновенной?
4. На каком органоиде эвглены зеленой происходит процесс фотосинтеза?
5. Через какой органоид инфузория-туфелька поглощает пищу?
б) ротовое отверстие;
6. Какое простейшее передвигается с помощью ресничек?
7. Какое простейшее образует колонии?
8. Какое простейшее имеет жгутик?
9. Какое из простейших не является паразитом?
10. Какое из простейших образует ложноножки?
а) амеба обыкновенная;
Задание 2. Установите соответствие между объектами и процессами.
1. Установите соответствие между функцией органоида и его видом.
2. Установите соответствие между процессом и видом простейшего.
Процесс = Вид простейшего:
А) фотосинтез = 2. Вольвокс
Б) пиноцитоз = 1. Амеба дизентерийная
В) коньюгация = 3. Кархезиум
3. Установите соответствие между средой обитания и видом простейшего.
Среда обитания = Вид простейшего:
А) пресный водоем = 2. Амеба обыкновенная
Б) соленый водоем = 3.Фораминеферы
В) организм = 1. Лямблии
4. Установите соответствие между способом питания и простейшими.
Способ питания = Простейшие:
А) гетеротроф = 3. Корненожки
Б) паразит = 1. Споровики 2. Жгутиконосцы
В) на свету автотроф = 2. Жгутиконосцы
5. Установите соответствие между процессом размножения и классом простейшего.
Процесс размножения = Класс простейшего:
А) бесполый (митоз) = 1. Жгутиконосцы
Б) половой (коньюгация); = 2. Инфузории
Задание 3. Дайте развернутый ответ на вопросы.
1.Дайте характеристику процессу размножения на примере инфузории-туфельки.
Амеба не имеет хлоропластов и фотосинтезирующих пигментов, поэтому производит органическое вещество не может. Она питается готовым органическим веществом, то есть является гетеротрофом.
3.Опишите процесс дыхания простейших.
Кислород поглощается всей поверхность клетки простейших. Далее в митохондриях происходит процесс клеточного дыхания.
Тест 1. Тип простейшие. 7 класс.
Задание 1. Выберите только один – правильный ответ.
1. Укажите признак, характерный только для царства растений.
а) дышат, питаются, размножаются; в) обладают раздражимостью;
б) состоят из разнообразных тканей; г) автотрофы (продуценты).
2. В какой момент амеба обыкновенная превращается в цисту?
а) перед делением; в) при чрезмерном размножении;
б) перед накоплением питательных веществ; г) при неблагоприятных условиях.
3. Как называется процесс поглощения жидкостей амебой обыкновенной?
а) диффузия; в) пиноцитоз;
б) фагоцитоз; г) пищеварение.
4. На каком органоиде эвглены зеленой происходит процесс фотосинтеза?
а) жгутик; в) стигма (глазок);
б) хлоропласт; г) ядро.
5. Через какой органоид инфузория-туфелька поглощает пищу?
а) глотка; в) порошица;
б) ротовое отверстие; г) сократительная вакуоль.
6. Какое простейшее передвигается с помощью ресничек?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
7. Какое простейшее образует колонии?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
8. Какое простейшее имеет жгутик?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
9. Какое из простейших не является паразитом?
а) амеба дизентерийная; в) лямблии;
10. Какое из простейших образует ложноножки?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
Задание 2. Установите соответствие между объектами и процессами.
1. Установите соответствие между функцией органоида и его видом.
Функция органоида: Вид органоида:
А) передвижение; 1. жгутик
Б) дыхание; 2. Сократительная вакуоль
В) выделение; 3. митохондрии
2. Установите соответствие между процессом и видом простейшего.
Процесс: Вид простейшего:
А) фотосинтез; 1. Амеба дизентерийная
Б) пиноцитоз; 2. Вольвокс
В) коньюгация; 3. Кархезиум
3. Установите соответствие между средой обитания и видом простейшего.
Среда обитания: Вид простейшего:
А) пресный водоем; 1. Лямблии
Б) соленый водоем; 2. Амеба обыкновенная
В) организм; 3.Фораминеферы
4. Установите соответствие между способом питания и простейшими.
Способ питания: Простейшие:
А) гетеротроф; 1. Споровики
Б) паразит; 2. Жгутиконосцы
В) на свету автотроф; 3. Корненожки
5. Установите соответствие между процессом размножения и классом простейшего.
Процесс размножения: Класс простейшего:
А) бесполый (митоз); 1. Жгутиконосцы
Б) половой (коньюгация); 2. Инфузории
Задание 3. Дайте развернутый ответ на вопросы.
1.Дайте характеристику процессу размножения на примере инфузории-туфельки.
Дай 15 баллов, спасибо поставлю всем.
Помогите пожалуйста ответить на вопросы(только правильно)
Задание 1. Выберите только один – правильный ответ.
(4 балла за каждое правильно выполненное задание).
1. Укажите признак, характерный только для царства растений.
а) дышат, питаются, размножаются; в) обладают раздражимостью;
б) состоят из разнообразных тканей; г) автотрофы (продуценты).
2. В какой момент амеба обыкновенная превращается в цисту?
а) перед делением; в) при чрезмерном размножении;
б) перед накоплением питательных веществ; г) при неблагоприятных условиях.
3. Как называется процесс поглощения жидкостей амебой обыкновенной?
а) диффузия; в) пиноцитоз;
б) фагоцитоз; г) пищеварение.
4. На каком органоиде эвглены зеленой происходит процесс фотосинтеза?
а) жгутик; в) стигма (глазок);
б) хлоропласт; г) ядро.
5. Через какой органоид инфузория-туфелька поглощает пищу?
а) глотка; в) порошица;
б) ротовое отверстие; г) сократительная вакуоль.
6. Какое простейшее передвигается с помощью ресничек?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
7. Какое простейшее образует колонии?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
8. Какое простейшее имеет жгутик?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
10. Какое из простейших образует ложноножки?
а) амеба обыкновенная; в) вольвокс;
б) эвглена зеленая; г) инфузория-туфелька.
Задание 2. Установите соответствие между объектами и процессами.
баллов за каждое правильно выполненное задание).
1. Установите соответствие между функцией органоида и его видом.
Функция органоида: Вид органоида:
А) передвижение; 1. жгутик
Б) дыхание; 2. Сократительная вакуоль
В) выделение; 3. митохондрии
А_
Б_
В_
2. Установите соответствие между процессом и видом простейшего.
Процесс: Вид простейшего:
А) фотосинтез; 1. Амеба дизентерийная
Б) пиноцитоз; 2. Вольвокс
В) коньюгация; 3. Кархезиум
А_
Б_
В_
3. Установите соответствие между средой обитания и видом простейшего.
Среда обитания: Вид простейшего:
А) пресный водоем; 1. Лямблии
Б) соленый водоем; 2. Амеба обыкновенная
В) организм; 3.Фораминеферы
А_
Б_
В_
4. Установите соответствие между способом питания и простейшими.
Способ питания: Простейшие:
А) гетеротроф; 1. Споровики
Б) паразит; 2. Жгутиконосцы
В) на свету автотроф; 3. Корненожки
А_
Б_
В_
5. Установите соответствие между процессом размножения и классом простейшего.
Процесс размножения: Класс простейшего:
А) бесполый (митоз); 1. Жгутиконосцы
Б) половой (коньюгация); 2. Инфузории
А_
Б_
ПОГЛОЩЕНИЕ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ
Скважина и вскрываемый в процессе бурения проницаемый пласт представляют собой единую гидродинамическую систему скважина-пласт. Проницаемый пласт может быть водоносным, нефтеносным и газоносным. Проницаемые горизонты могут быть представлены трещиноватыми, кавернозными, пористыми и трещиновато-пористыми разностями горных пород.
Рпл + Рф Ргс + Ргд (2)
1. Методы регулирования реологических свойств промывочной жидкости
Регулирование плотности промывочной жидкости
Плотность промывочной жидкости – один из факторов, определяющих пе-репад давления на поглощающий горизонт. Изменением плотности регулируется в определённой степени гидростатическое и гидродинамическое давление в скважине. Поэтому при наличии проницаемых зон следует использовать промывочные жидкости с пониженным удельным весом.
Снижение плотности промывочной жидкости достигается аэрацией, уменьшением содержания твёрдой фазы и использованием лёгких инвертных эмульсий.
Считается, что основной эффект при использовании аэрированных промывочных жидкостей в борьбе с поглощениями достигается вследствие снижения гидростатического давления на проницаемую зону. Но одновременно воздушная фаза, равномерно распределённая по объёму жидкости в виде мелких пузырьков, изменяет структурно-механические свойства промывочной жидкости. Аэрации можно подвергнуть практически все промывочные жидкости и, в зависимости от исходной жидкости, они являются стабильными или нестабильными системами. Структурированные промывочные жидкости и эмульсии дают стабильные системы. Вода и другие ньютоновские жидкости дают нестабильные системы, которые на выходе из скважины расслаиваются на воздух и жидкую фазу.
Аэрированные жидкости можно применять с наполнителями. В этом случае лучше использовать структурированные растворы или инвертные эмульсии. Эффект действия наполнителей в таких растворах выше, чем в плотных, т.к. закупорка каналов происходит не только частицами наполнителя, но и пузырьками воздуха.
Основными недостатками компрессорного способа аэрации является:
1. Необходимость в компрессорном хозяйстве;
2. Высокая стоимость приготовления 1м3 аэрированной жидкости;
3. Повышенная коррозия бурильных труб и оборудования.
Использование наполнителей для предотвращения поглощения.
Наиболее простым способом для ликвидации (профилактики) поглощения является применение наполнителей. Наполнители разделяют на волокнистые, пластинчатые (хлопьевидные) и зернистые (гранулированные). Они применяются как индивидуально, так и в различных комбинациях. В качестве закупоривающих материалов используют в основном отходы промышленного производства: опилки, слюду, целлофан, резину, текстильные волокна, шелуху орехов и т.п. Часть из них используется без предварительной обработки, а часть – измельчается.
Наполнители вводят в основном в структурированные жидкости, где легко обеспечивается равномерное распределение частиц в массе раствора. Поэтому закупорка трещин частицами наполнителя сопровождается образованием фильтрационной корки с последующим накопление дисперсной фазы. В воде добиться равномерного распределения закупоривающего материала гораздо сложнее, т.к. здесь требуется строгое соблюдение равенства плотности воды и наполнителя.
Эффективность закупоривания определяется размером частиц и их формой, фракционным составом наполнителя, его концентрацией и видом исходного материала.
Основным недостатком применения наполнителей является сложность очистки промывочной жидкости от выбуренной породы и высокий расход наполнителя.
2. Тампонажные растворы, применяемые для ликвидации поглощений.
Единой классификации тампонажных растворов нет, поэтому их можно разделить по отдельным признакам. Как системы, тампонажные растворы можно разделить на однофазные (истинные растворы) и многофазные (дисперсные системы).
Большинство тампонажных растворов является дисперсными системами. Размеры частиц твёрдой фазы тампонажных растворов во много определяют характер и скорость протекания физико-химических превращений при тампонировании. По размерам частиц твёрдая фаза растворов может быть коллоид-но-дисперсной, грубодисперсной и с промежуточной дисперсностью. Тампонажные растворы – всегда полидисперсные системы. По роду вяжущего материала растворы для тампонирования можно разделить на портландцементные, шлаковые, известково-песчанистые и их комбинации. Также отдельным видом можно представить различные глины. Обычно растворы именуют по названию твердеющего вещества, преобладающего по массе.
По жидкости затворения (дисперсионной среде) растворы можно разделить на 3 группы: водные, углеводородные и комбинированные. По характеру физико-химических изменений, происходящих в растворах во времени, последние делят на твердеющие (схватывающиеся) и нетвердеющие, но в той или иной степени упрочняющиеся.
Все тампонажные растворы должны удовлетворять определённым требованиям:
1. Образовывать в порах и трещинах горных пород тампонажный камень или прочный изолирующий тампон;
2. При твердении не давать усадки с образованием трещин и быть непроницаемым для жидкостей и газов;
3. Проникать в любые поры и трещины под избыточным давлением, но в тоже время на растекаться в них под действием собственной массы;
4. Обладать хорошей сцепляемостью со стенками трещин;
5. Позволять регулировать темпы набора прочности при образовании структуры;
6. Быть устойчивым и не седиментировать;
7. Быть устойчивым к размывающему действию подземных вод;
8. Не изменять тампонирующих свойств при отрицательных температурах.
Получить тампонажные растворы, удовлетворяющие всем требованиям, практически невозможно и поэтому все тампонажные растворы подбираются конкретно исходя из горно-геологических условий данного региона.
Методы, способы и средства предупреждения поглощений промывочной жидкости
| Методы предупреждения поглощений промывочной жидкости | Способы предупреждения поглощений промывочной жидкости | Средства предупреждения поглощений промывочной жидкости | |
| Уменьшение гидравлического давления в скважине | Облегчённые промывочные жидкости | ||
| Замедленный спуск бурового инструмента | |||
| Уменьшение подачи жидкости в скважину | |||
| Увеличение зазора между буровым инструментом и стенками скважины | |||
| Увеличение гидростатического давления в скважине | Долив промывочной жидкости в скважину | ||
| Замедленный подъём бурового инструмента | |||
| Химическая обработка аэрированных жидкостей | Химически обработанные аэрированные растворы | ||
| Химическая обработка растворов с пониженным содержанием твёрдой фазы | Растворы с пониженным содержанием твёрдой фазы, обрабатываемые структурообразователями | ||
| Воздухосодержащие наполнители (пламилон и др.) | |||
3. Ликвидация катастрофических поглощений при бурении.
Выше, мы кратко рассмотрели способы ликвидации частичных поглощений промывочной жидкости, но при катастрофических поглощениях ситуация резко меняется. Как правило, катастрофические поглощения происходят в трещиноватых породах и/или кавернозных породах и ликвидация этого типа поглощения требует больших затрат и применения специальных технологий.
Закачка цементных растворов, вязкоупругих систем и т.п. положительных результатов не приносит. Закачка (намыв) наполнителей, также не всегда даёт положительный результат, т.к. размеры трещин на порядок больше размера наполнителя.
Одним из самых надёжных способов ликвидации данного вида нарушения является перекрытие интервала поглощения колонной труб. В литературе описывается несколько способов перекрытия интервала поглощения.
В практике бурения нефтяных и газовых скважин прошли опытно-промышленные испытания металлических кассет для перекрытия зон поглощения. Для этого участок, подлежащий перекрытию, предварительно расширяют. А колонне бурильных труб в расширенный интервал спускают кассетный перекрыватель, на котором в свёрнутом виде надет стальной или дюралюминиевый лист соответствующих размеров. Кассета освобождается при подъёме устройства после срезки стопорных устройств промывочной жидкостью. Расправляется кассета под действием упругих сил и перекрывает интервал. После чего про-изводится его тампонирование.
Существуют конструкции, в которых перекрывающее устройство изготовлено из дюралюминиевой гофрированной трубы. Для её установки, в расширенном участке скважины, создают давление внутри трубы, в результате чего она расправляется до цилиндрической формы.
В настоящее время, для ликвидации данного вида осложнений применяют профильные перекрыватели. Для их установки сначала производят расширку ствола скважины в выбранном интервале, спускают профильный перекрыватель и, раскатывают его по стенкам скважины специальным устройством.
Все эти механические способы ликвидации поглощений достаточно трудоёмки и дорогостоящи.
4. Иные способы ликвидации поглощений
Существует ряд технологий по принудительной гидроструйной кольматации стенки скважины твёрдой фазой и полимерными реагентами, которые позволяют упрочнять стенки ствола скважины и изолировать проницаемые зоны, снижая объём фильтрата, проникающего в коллектор.
Более логичным для ликвидации С этой целью может быть использован наддолотный эжекторный насос ЭЖГ. ЭЖГ работает следующим образом. Рис. 1.
Над долотом устанавливается ЭЖГ ниже КНБК. Собранная компоновка спускается на забой. При циркуляции часть бурового раствора проходит через насадки долота, очищая забой, другая часть используется в ЭЖГ.
4. Проведение изоляционных работ без остановки процесса бурения.
Данная технология предусматривает использование тампонажного реагента ПБС процессе бурения скважины.
До предполагаемой зоны поглощения бурение скважины производится в обычном режиме стандартными компоновками. При подходе к предполагаемой зоне поглощения производится подъём инструмента, и компоновка сменяется на роторную. Из долота вынимаются все насадки и компоновка спускается на забой. Бурение продолжается ротором и ведётся контроль за уровнем раствора в ёмкостях. При первых признаках поглощения останавливаются насосы и через манифольд, агрегатом ЦА-320, в колонну бурильных труб закачивается суспензия реагента ПБС в объёме 1-2м3 (нефть и 50-70кг реагента ПБС). После ввода суспензии включается буровой насос и проводится продавка суспензии на забой. При этом процесс бурения продолжается и постоянно контролируется уровень раствора в ёмкостях. Затем через 30-40 минут процесс повторяется. В случае катастрофического поглощения, объём суспензии и количество реагента увеличивается в 2 раза. При попадании в зону поглощения реагент ПБС смешивается с буровым раствором, увеличивается в объёме и закрывает каналы поглощения. Увеличение объёма (1 кг. реагента связывает до 20 литров воды) происходит в течение 10-20 минут, а прочность данная система набирает через 2-3 часа. При этом углубление скважины продолжается без остановок. С течением времени (12-15 часов) данная система превращается в резиноподобную массу, которая полностью закупоривает все каналы.
Директор по науке ООО «ИННОЙЛ» Евстифеев С.В.