Классификация промывочных жидкостей и продувочных агентов.
Для выноса на поверхность выбуренной
породы (шлама), применяют промывочные жидкости (буровые растворы).
Основная задача промывки - обеспечение эффективного процесса бурения
скважин - включает в себя сохранение как устойчивости
стенок скважин, так и керна.
Промывочная жидкость имеет кроме основной функции ряд других:
- Охлаждение и смазка
трущихся деталей долота
- Предотвращение
обвалов стенок скважины, за счет гидростатического давления столба
жидкости; склеивания частиц обваливающихся пород; ограничение попадания
фильтрата раствора (водоотдача) в пласты
- Уравновешивание
пластового давления нефтегазоносных пластов.
- Смазка бурильных
труб, стенок скважины, обсадных труб, частей бурового насоса и т.п.
- Удержание осколков
выбуренной породы во взвешенном состоянии и предотвращение выпадения их на
забой;
- Обеспечение
осаждения песка и частиц выбуренной породы в отстойных емкостях. Таким
образом, раствор должен иметь две противоположные особенности: удерживать
выбуренную породу во взвешенном состоянии в стволе скважины и в то же
время осаждать ее в отстойных емкостях;
- Передача энергии
гидравлическим забойным двигателям;
- Передача сигналов от
забойных приборов на принимающие приборы на поверхности.
В зависимости от величины частиц растворенного вещества буровые растворы подразделяют на:
·
Истинные
–
частицы которых состоят из
отдельных молекул, например раствор соли, сахара;
·
Коллоидные – частицы которых состоят из многих молекул (молекулярных цепочек),
например раствор крахмала желатина и
т.п.
·
Суспензии -
частицы которых имеют еще более крупные размеры, например раствор мела, графита
и т.п.
Классификация промывочных жидкостей
В практике
разведочного бурения в качестве исходных промывочных жидкостей используются:
1) вода;
2) водные растворы;
3) водные дисперсные системы на основе:
–
добываемой
твердой фазы (глинистые, меловые, сапропелевые, комбинированные растворы);
–
жидкой дисперсной
фазы (эмульсии);
–
конденсированной
твердой фазы;
–
выбуренных горных
пород (естественные промывочные жидкости);
4) дисперсные системы на углеводородной основе;
5) сжатый воздух.
В исключительных условиях для промывки скважин используются
углеводородные жидкости (дизельное топливо, нефть);
Все дисперсные системы с твердой фазой могут быть с малым (до 7%), нормальным (до 20 – 22%) и повышенным содержанием (более 20 – 22%) твердой фазы.
Промывочные жидкости в определенных условиях искусственно
насыщаются воздухом и переходят в категорию аэрированных. В воде и водных
растворах воздух в зависимости от его содержания может выступать в качестве
дисперсной фазы или дисперсионной среды. В последнем случае промывочные
жидкости называют пенами.
Промывочные жидкости с водной средой делятся по степени и составу минерализации. По степени минерализации промывочные жидкости могут быть:
1) слабоминерализованными (менее 3%),
2) среднеминерализованными (3 – 10%),
3) высокоминерализованными (более 10%).
По составу
минерализации они классифицируются в соответствии с названием соли,
содержание которой является наибольшим – хлорнатриевая, хлоркальциевая,
силикатная и т. д. По особенностям
поведения в условиях повышенных забойных температур промывочные жидкости
делятся на термоустойчивые и термонеустойчивые. Они могут быть
термосолеустойчивыми.
Все промывочные жидкости делятся на обработанные
химическими реагентами и необработанные.
По назначению промывочные жидкости подразделяются на:
1) жидкости для нормальных геологических условий
бурения (вода, некоторые водные растворы, нормальные глинистые растворы);
2) жидкости для осложненных геологических условий
бурения.
По основному эффекту, достигаемому химической
обработкой, промывочные жидкости для осложненных условий бурения можно
подразделить на ингибированные, в которых структурообразование приостановлено
на определенном уровне; солестойкие; термостойкие.
По способу приготовления промывочные жидкости бывают:
1) естественные (вода, углеводородные жидкости и
промывочные жидкости, получаемые в процессе бурения за счет постепенного
образования дисперсной фазы из разбуриваемых пород);
2) искусственно приготовленные (все остальные).
Наибольшее распространение в качестве промывочных жидкостей получили глинистые растворы. В целом их можно разделить на две группы:
1) нормальные (растворы, не обработанные реагентами);
2) специальные (растворы, обработанные реагентами с
целью направленного регулирования свойств применительно к конкретным
геологическим и технологическим условиям).