2.2. Глинистые растворы и их компонентный состав

Простейший глинистый раствор представляет собой взвесь диспергированной глины в воде. Состав и качество его определяются составом и качеством дисперсной фазы и дисперсионной среды. В качестве основной дисперсионной среды используется вода.

В дисперсной фазе глинистого раствора по степени дисперсности различают следующие частицы:

 элементарные глинистые пластинки – "большие молекулы";

 первичные глинистые частицы, представляющие собой пачки элементарных пластинок;

 агрегаты из первичных глинистых частиц;

 высокодисперсные частицы минералов, находящиеся в глине в качестве механических примесей;

 песок, состоящий из частиц кварца и других инертных пород, а также из крупных нераспустившихся комочков глины.

Первые три группы составляют коллоидную, наиболее активную фракцию в глинистом растворе. Частицы четвертой группы можно считать активными наполнителями глинистого раствора, так как они способствуют увеличению его структурно-механических свойств и могут быть центрами структурообразования для коллоидных фракций. Частицы пятой группы относятся к категории механических нежелательных примесей.

В процессе бурения в дисперсную фазу поступают частицы разбуриваемых пород. Характер их воздействия на состав и качество глинистого раствора будет определяться дисперсностью и химическим составом и может быть положительным и отрицательным.

Состав дисперсионной среды глинистого раствора определяется:

 электролитами, содержащимися в воде, на которой приготовлен раствор;

 ионами, переходящими в жидкую фазу из глины при приготовлении раствора;

 веществами, добавленными при приготовлении глинистых растворов.

В процессе бурения состав дисперсионной среды во многом обуславливается:

 солями минерализованных пластовых вод, попадающих в раствор при бурении скважины;

 ионами из обломков разбуриваемых пород, растворяющихся в жидкой фазе раствора;

 интенсивностью взаимодействия химических веществ, находящихся в дисперсионной среде, с веществами, поступающими в раствор при бурении.

Глинистый раствор характеризуется глиноемкостью. Глиноемкость представляет собой максимальное содержание глинистой фазы, при котором буровой раствор сохраняет заданную консистенцию. Этот показатель характеризует коллоидальность глины и эффективность химической обработки, являясь одним из важнейших критериев разжижения глинистого раствора. Глиноемкость – функция нескольких факторов: гидрофильности твердой фазы; содержания электролитов, реагентов-понизителей вязкости и защитных коллоидов; температуры и др. Высокая глиноемкость характеризует низкую коллоидальность твердой фазы. Определяющий фактор течения растворов с низкой коллоидальностью твердой фазы – вязкое сопротивление при сравнительно невысоких значениях прочности структур. Здесь уже небольшие добавки воды резко снижают эффективную вязкость. Малая глиноемкость свойственна растворам с коллоидно-активной фазой. Главный фактор, определяющий их консистенцию – прочность возникающих структур. В этом случае разжижение достигается путем уменьшения числа коагуляционных контактов в единице объема в результате разбавления водой или ослабления их прочности обработкой реагентами-стабилизаторами.