§ 8. Требования к составу и свойствам буровых растворов для бурения наклонно-направленных и горизонтальных стволов

§ 9. Технология обработки буровых растворов

Изменение свойств буровых растворов при бурении происходит в основном вследствие его загрязнения активной выбуренной породой (глины, известняки, мергели и др.). Степень очистки раствора от выбуренной породы в массовом бурении, как правило, не превышает 30%. Оставшаяся в растворе твердая фаза приводит к изменению его свойств, а дополнительные обработки раствора должны заключаться не только в добавках химических реагентов, но и соответствующем разбавлении системы водой.

В ОАО «ИКФ» разработана технология управления составом и свойствами буровых растворов с применением комбинированного реагента (КР). В состав КР входят растворенные в воде основные химические реагенты, входящие в буровой раствор, в количествах на 5-10% превышающих их содержание в циркулирующем растворе. Твердая фаза в состав КР не вводится (ИККАРБ, бентонит и др.).

Комбинированный реагент добавляется в циркулирующий буровой раствор непрерывно в процессе бурения, не дожидаясь изменения свойств. Темп ввода КР зависит от характера разбуриваемых пород и, в случае, поступления в раствор активной твердой фазы составляет 4-6м³ на каждый 1м³ выбуренной породы. Не следует опасаться переобработки раствора комбинированным реагентом, это менее опасно, нежели недообработка и легко корректируется. Такая технология химической обработки обеспечивает стабильность состава и свойств бурового раствора и позволяет на 20-30% сэкономить расход реагентов и материалов.

Стабильные свойства раствора позволяют эффективно использовать механические средства очистки, сократить затраты времени на выравнивание и обработку раствора, ибо большинство из этих операций совмещены с основными процессом бурения.

В случае необходимости (рост водоотдачи или снижение рН под влиянием забойной температуры) состав комбинированного реагента постепенно корректируется в сторону увеличения или уменьшения концентрации одного или нескольких реагентов в КР.

Такие реагенты как ИКДЕФОМ, ИКСТАБ, ИККАРБ и др. вводятся в раствор периодически в составе КР или раздельно

§ 10. Очистка буровых растворов

В данном пособии нет специального раздела, посвященного системам с низким содержанием твердой фазы, с применением которых достигаются максимальные технико-экономические показатели работы долот. Одновременно, не трудно заметить, что все рецептуры приведенных в главе V растворов либо безглинистые либо с низким содержанием твердой фазы.

Существенное повышение концентрации активной твердой фазы (глины, мергели, аморфные известняки) происходит при бурении вследствие загрязнения бурового раствора выбуренной породой. Особенно это ощутимо при высоком темпе углубления скважины.

Для поддержания концентрации твердой фазы на заданном уровне используются механические средства очистки, а также разбавление комбинированным реагентом, когда тонкодисперсные фракции не удаляются механическими средствами.

За последние годы создана масса различного оборудования для механической очистки буровых растворов. Их можно разделить на следующие виды:

- вибросита

- гидроциклоны

- илоотделители

- сито - гидроциклонные агрегаты

- центрифуги.

Эффективность работы этих устройств в значительной степени зависит от конструктивных особенностей и в немалой степени от технологии применения.

Наиболее эффективными виброситами оказалось оборудование «DERRICK-M58 и М48» с пирамидальными сетками. На этих агрегатах (два сита) даже при высокой производительности насосов (25-35л/с) можно работать сетками с ячейками в 100, 150 и 200меш.

Из центрифуг наиболее эффективны агрегаты с регулируемым режимом работы марки ALFA LAVAL (414 или 418).

Эффективность центробежных устройств (гидроциклон, илоотделитель) во многом зависит от технических характеристик и состояния подающих раствор насосов. При работе этих агрегатов следует стремиться к максимальной плотности поступающей из насадок пульпы и минимальным потерям раствора.

Метод регулирования концентрации твердой фазы с использованием разбавления комбинированным реагентом является практически неотъемлемой частью технологии обработки буровых растворов. Это связано с тем, что активные породы как на забое, так и при движении от забоя до поверхности в большом количестве (до 50-70%) диспергируются до частиц малого размера и механическими средствами очистки не удаляются.

Определенное повышение степени очистки достигается с применением высокоэффективных избирательных флокулянтов на основе частично гидролизованного полиакриламида большого молекулярного веса (6-10х10⁶). Макромолекулы этого полимера (ИКСТАБ-Л) укрупняют мелкие частички шлама до более крупных блоков, которые потом удаляются из раствора механическими средствами очистки.