Лекція № 16 хлоркальцієві бурові розчини

16.1 Призначення та умови застосування

Хлоркальцієвий розчин – інгібуючий кальцієвий розчин який вміщує в якості інгібуючої домішки хлорид кальцію. Наявність у фільтраті бурового розчину іонів кальцію допомагають суттєвому зменшеню осипань та обвалювань під час розбурювання нестійких аргілитоподібних відкладів.

При використанні хлоркальцієвих бурових розчинів відбуваються два основних процеси які знижують гідратацію глинистих мінералів перехід мінералів у кальцієву форму та коагуляція глини під дією хлоридів кальцію.

З підвищенням вмісту іонів кальцію в обмінному комплексі природних глинистих порід ефективність застосування хлоркальцієвих розчинів зменшується досягаючи мінімума при наявності кальцієвих природних глин. Така зміна характерна для все більш глибокозалягаючих відкладів. Як вийняток складають тріщинуваті або шаруваті аргілити і аргілитоподібні глини з вторинним монтморілонітом утвореним по площинах спайності цих глин.

Хлоркальцієвий розчин не втрачає стабільності під час розбурювання гіпсоангідритних товщ циментних стаканів і невеликих виявів високомінералізованих пластових вод.

Термостійкість хлоркальцієвих бурових розчинів обмежена ( 100-120С ) в зв’язку з відсутністю ефективних реагентів-понижувачів фільтрації, які стійкі до іонів кальцію.

16.2 Склад і граничні значення показників властивостей

Склад хлоркальцієвих розчинів та вміст реагентів приведені в табл.16.1.

Слід мати на увазі що у вапнистих і гіпсових бурових розчинів підтримується постійна концентрація вільних катіонів кальцію а хлоркальцієвому розчині вміст кальцію постійно змінюється. Тому вміст кальцію потрібно постійно поповнювати та підтримувати на рівні 15003500 мг/л.

Під час буріння у в’язкопластичних глинах які легко переходять в простий глинистий розчин і підвищуючи його в’язкісні властивості вміст іонів кальцію у фільтраті хлоркальцієвого розчину повинен знаходитись на рівні 2500-3500 мг/л а при бурінні в набрякаючих глинистих сланцях аргілитах - 15002000 мг/л.

Для покращення властивостей хлоркальцієвих розчинів рекомендується обробку хлористим кальцієм зрівнювати з вводом вапна. При вводі гідрооксиду кальцію в хлоркальцієвому розчині поряд з простими іонообмінними процесами в комплексі глин спостерігається молекулярне поглинання вапна покращується процес ущільнення глинистих сланців в результаті утворення гідрокальцієвих силікатів.

Використання для зниження фільтрації КМЦ при високому вмісті Са²⁺ погіршується із-за того, що приводить до росту фільтрації. КССБ хоч і являється кальцій стійким реагентом недостатньо ефективно знижує фільтрацію і до того ж сильно вспінює розчин. При одночасному використанні КМЦ і КССБ підвищується поріг коагуляції КМЦ покращується стабілізація розчину.

Таблиця 16.1 – Хлоркальцієві розчини

Склад розчину	Вміст кг/м3	Показники властивостей (min-max)
		Умовна в’язкість с	Статичне напруження зсуву за 1 хв дПа	Статичне напруження зсуву за 10 хв  дПа	Фільтрація см3	показник рН
1 Глинопорошок ПББ ПБВ ПБГ ПБД	2 80-100 (80-100) (100-120) (120-160)	3 25-50	4 15-40	5 20-60	6 4-12		7 80-95
Реагенти-стабілізатори КМЦ Крохмаль КССБ КМЦ+КССБ ФХЛС+КМЦ ССБ+КМЦ	10-30 (10-30) (50-60) (10-15)+(20-30) (20-40)+(10-20) (10-30)+(10-20)
1 Спеціальні добавки Вапно (Ca(OH)2) Піногасник (триксан) МАС-200 (5%) Хлористий кальцій (кристалогідрат)	2 2-5 1-2 (5-10) 5-10 (75-15)	3	4	5	6		7
Змащуючі добавки Нафта Графіт	80-100 (10-13)