Компонентный состав промывочной жидкости

Промывочная жидкость – это полидисперсная многокомпонентная система, в состав которой входят:

1. Дисперсионная среда – непрерывная среда – должна всегда присутствовать.

а) жидкость: вода, пресная, пластовая (минерализованная), морская.

б) углеводородная: нефть, дизельное топливо (летнее, зимнее), керосин.

в) газ: сжатый воздух, природный газ, выхлопные газы.

2. Дисперсная фаза – раздробленная (прерывистая) часть. Может присутствовать или отсутствовать в зависимости от условий.

а) твердая фаза: глина, шлам горных пород, карбонатные породы (известняк, мергель), торф, сапропель (донные осадки водоёмов).

б) жидкая фаза: вода, углеводородные жидкости (в составе эмульсионных растворов).

в) газообразная фаза в составе аэрированных растворов, газожидкостных смесей (аэрозоли, пены).

г) комбинированная фаза

твердая + газообразная – в составе аэрированных растворов,

твердая + жидкая – в составе эмульсионно-глинистых растворов,

твердая + газообразная + жидкая – в составе аэрированных эмульсионно-глинистых растворов.

3. Химические реагенты – регуляторы свойств

Вводятся в состав промывочной жидкости для приведения её свойств к условиям бурения

а) электролиты: соли (хлориды) NaCl, KCl, MgCl₂, Na₂CO₃ и др.

б) органические реагенты: карбокси метил целлюлоза (КМЦ), углещелочной реагент (УЩР), полимеры и др.

Вид, состав и свойства промывочных жидкостей зависят от используемой техники и технологии бурения скважин, которые должны соответствовать условиям бурения: свойствам горных пород, их составу, назначению скважины, глубине скважины и условиям залегания определённых по свойствам горных пород.

Основные рекомендуемые виды промывочных жидкостей

Применительно к способам бурения

1. Вращательное шарошечное бурение

В качестве промывочной жидкости используют глинистый раствор. Также можно использовать глинистый раствор, обработанный химическими реагентами.

Шарошечными долотами можно бурить горные породы с I по VIII-X категории по буримости.

 

2. Вращательное бурение с использованием твердосплавных коронок

Используется при бурении горных пород с I по VII категории по буримости. Шлам может быть размером от 0,1 до 2÷3 мм.

В качестве промывочной жидкости могут использоваться глинистый, эмульсионно-глинистый растворы со смазывающими добавками.

 

3. Вращательное бурение с использованием алмазных коронок

Используется при бурении горных пород с VI-VII по XII категории по буримости.

В качестве промывочной жидкости используют эмульсионный раствор – вода + эмульсол.

4. ССК (КССК) – комплексы со съёмными керноприёмными снарядами

В качестве промывочной жидкости используют полимерно-эмульсионные растворы. Полимеры снижают коэффициент трения и гидравлические сопротивления, способствуют стабилизации глиносодержащих горных пород.

5. Многолетне-мерзлые породы

Применяется алмазное бурение, твёрдосплавное и шарошечное бурение в зависимости от задач при бурении скважин.

В качестве очистного агента используется охлаждённый сжатый воздух (-3⁰С ÷ -11⁰С), солевые растворы, газожидкостные смеси (пены).

 

6. Вскрытие водоносных горизонтов

В качестве очистного агента используют: вода + полимер, вода + мел, вода + ПАВ

ПАВ – поверхностно-активное вещество, снижающее поверхностное натяжение на границе раздела фаз.

 

7. Вскрытие углеводородных коллекторов

Коллектор чаще представлен трещиноватой пористой глиносодержащей или песчано-глинистой породой.

Кольматация – уменьшение проницаемости пласта (механический и физико-химический процесс).

В качестве очистного агента используют растворы на углеводородной основе.

РУО (растворы на углеводородной основе), например, ИБР (известково-битумный раствор), содержащий в своём составе дизельное топливо, битум, известь, ПАВ, воду (до 3-6%).

Требования к составу промывочной жидкости

1. Основные требования.

а) минимальная стоимость;

б) соответствие свойств условиям бурения.

 

2. Дополнительные требования

а) экологическая чистота всех компонентов, входящих в состав буровых растворов;

б) недефицитность;

в) доступность сырьевой базы;

г) совместимость материалов;

д) технологичность.