8. Выбор состава промывочной жидкости.

Буровые растворы представляют собой многокомпонентные дисперсные системы, в которых каждый компонент выполняет определенные функции.

Обязательньм компонентом бурового раствора является дисперсионная среда, обеспечивающая подвижность раствора.

Чтобы ограничить потерю дисперсионной среды за счет фильтрации в проницаемые породы, буровой раствор должен иметь в своем составе компонент, образующий малопроницаемую фильтрационную корку. Исключением из этого правила, может быть случай применения воды в качестве промывочной жидкости при неограниченном водоснабжении или при разбуривании непроницаемых пород.

Коркообразующим компонентом в буровых растворах служат частицы твердой и капельки жидкой дисперсной фазы, окруженные защитной оболочкой.

Для того, чтобы буровой раствор, заполняющий скважину и наземную циркуляционную систему, сохранял седиментационную устойчивость, необходимо иметь в его составе компонент, обеспечивающий тиксотропное структурообразование. Структурообразующим компонентом в буровых растворах служат частицы твердой дисперсной фазы, органические молекулы с большой молекулярной массой.

Выбор состава глинистого раствора.

Дисперсионной средой глинистого раствора служит вода, которая может иметь разную степень минерализации, а корко- и структурообрующей твердой фазой является глина.

Агрегативная устойчивость глинистой суспензии обеспечивается присутствием в составе глинистого раствора органических защитных коллоидов, разжижителей и понизителей водоотдачи.

Кроме этих реагентов в глинистом растворе могут присутствовать:

- полимерные загустители;

- капсулирующие полимеры;

- реагенты регуляторы щелочности;

- реагенты, связывающие двухвалентные катионы;

- электролиты ингибиторы гидратации, диспергирования и разупрочнения глинистых пород;

- нейтрализаторы сероводорода;

- реагенты, связывающие избыток бикарбонит- и карбонат-ионов;

- антиоксиданты;

- бактерициды;

- ингибиторы коррозии;

- смазочные добавки;

- эмульгаторы;

- пеногасители;

- утяжелитель;

- наполнители для борьбы с поглощением;

- углеводородные твердые наполнители для закупоривания микротрещин в неустойчивых породах.

а) Понизители водоотдачи

На выбор понизителей водоотдачи глинистого раствора влияют следующие факторы:

- регламентированная величина водоотдачи раствора;

- ожидаемые характер и степень минерализации глинистого раствора в процессе бурения;

- вид и концентрация реагентов электролитов, предназначенных для ингибирования гидратации, диспергирования и разупрочнения глинистых пород;

- забойная температура.

Известно, что все реагенты-защитные коллоиды в большей или меньшей степени обладают способностью понижать водоотдачу глинистых растворов. Эта способность усиливается при увеличении молекулярной массы реагента. Следовательно, чем водоотдачи следует принимать во внимание действие реагента на реологические и структурные свойства глинистого раствора.

меньше регламентированное значение водоотдачи глинистого раствора, тем более «сильным» должен быть реагент-понизитель водоотдачи. При выборе понизителя способность к понижению водоотдачи зависит от минерализации (солевого состава) глинистого раствора и температуры.

.

б) Разжижители

На выбор органических реагентов-разжижителей влияют:

- характер разбуриваемых пород, их способность к диспергированию и переходу в глинистый раствор;

- плотность глинистого раствора;

- характер и степень минерализации (солевой состав) глинистого раствора;

Реагенты разжижители (гуматы, лигносульфонаты, окисленный лигнин, полифенолы) способствуют диспергированию и переходу в глинистый раствор разбуриваемых глинистых пород. У некоторых разжижителей, например гуматов, эта способность выражена сильнее, чем у других, таких как лигносульфонаты. У новейших полимерных разжижителей, выпускаемых зарубежньми фирмами (мальтодекстрин, сополимер сульфированного стирола и мелеинового ангидрида), диспергирующая способность отсутствует. Следовательно, при бурении участков разреза, содержащих глинистые породы, предпочтительным, очевидно является применение таких разжижителей, которые обладают меньшей диспергирующей способностью.

Минерализация бурового раствора и его нагрев ухудшают разжижающую способность реагентов. Солестойкость вещества в зависимости от строения макромолекулы, состава и расположения функциональных групп изменяется в широких пределах. Так, сравнительно высокой устойчивостью к хлоркальциевой агрессии отличаются реагенты содержащие сульфо-группы: лигносульфонаты, сунил, сульфоэфиры целлюлозы и др. Активные добавки, в состав которых входят карбоксилы (гуматы), теряют активность в присутствии ионов кальция. Термостойкость реагентов может быть повышена при определенном сочетании его с другим веществом. Особое место при этом занимают соли хрома.

в) Другие реагенты

для приведения свойств бурового раствора в соответствие с конкретными геолого-техническими условиями возникает необходимость, наряду с понизителями водоотдачи и разжижителями, применять другие классы химических реагентов. Считается целесообразным применение более дорогих реагентов, если желаемый эффект достигается небольшими редко вводимыми добавками направленного действия, безопасными в экологическом отношении и хорошо сочетающимися с другими материалами.