5.2. Гидрофобные эмульсии

Применяют преимущественно при бурении скважин на нефть и газ, реже используют для борьбы с поглощениями, а также при бурении в соленосных и неустойчивых глиносодержащих породах, частицы которых легко переходят в промывочную жидкость. Большим преимуществом гидрофобных эмульсий являются повышенная вязкость, пониженный удельный вес, возможность регулирования вязкости в широких пределах.

Известна гидрофобная эмульсия с использованием солярового масла (керосина) и нетоксичных стабилизаторов-алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀ – С₁₆. Состав эмульсии: 10 % солярового масла, 89 % воды, 1 % эмульгатора. Удельный вес такой эмульсии составляет 0,95 – 0,98 гс/см³, вязкость – 350 сПз, статическое напряжение сдвига – 70 мгс/см³. Структурно-механические свойства эмултьсии зависят от соотношения гидрофобной жидкости (солярового масла) и воды (возрастают с увеличением количества воды, чем и вызван эффект предотвращения поглощения промывочной жидкости при бурении). При контакте с пластовыми водами в трещинах горных пород вязкость эмульсии резко увеличивается, что предупреждает поглощение промывочной жидкости и водопроявления пластовых вод.

Важным свойством гидрофобных эмульсий является их нейтральное отношение к солям, что обусловливает возможность их применения при бурении солесодержащих пород.

Диспергирование глинистых пород в эмульсии происходит очень медленно. Вязкость эмульсий при этом уменьшается.

Приготовление гидрофобных эмульсий осуществляется в глиномешалках.

При бурении в отложениях ангидрита и соли, а также в породах с высоким содержанием кальция применяют нефтеэмульсионные растворы типа «нефть в воде». Эмульгатором и стабилизатором в таких растворах служит солестойкий реагент – крахмал. Состав промывочной жидкости следующий: 76 % воды, 20 % моторной нефти, 4 % крахмала и 0,5 % каустической соды (от веса крахмала). Эмульсия имеет удельный вес около 1 гс/см³, водоотдачу 2 см³/30 мин, вязкость 30 с. Приготавливают нефтеэмульсионный раствор в глиномешалке путем размешивания в воде крахмального реагента с последующим введением нефти. Общее время приготовления эмульсии составляет 20-30 мин.

Известково-битумный раствор (ИБР) является безводным РУО (раствор на углеводородной основе), дисперсионной средой которого служит дизельное топливо или нефть, а дисперсной фазой – высокоокисленный битум, гидроокись кальция, барит и небольшое количество эмульгированной воды (3-5 %). Применяют при разбуривании легко набухающих, склонных к обвалам глинистых пород, разбуривании соленосных отложений, представленных высокорастворимыми солями (преимущественно поливалентных металлов), а также при вскрытии продуктивных пластов с низкими коллекторскими свойствами. Благодаря хорошим смазочным свойствам такой раствор повышает стойкость долот. Раствор обладает высокой термостойкостью (200-220 ºС); разработан в МИНХиГП им. И. М. Губкина. Содержание компонентов в 1 ИБР различной степени утяжелителя приведено в табл.5.2

Таблица 5.1

Состав ИБР, кг на 1 раствора , плотностью

Компоненты
	1,2	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3
Дизельное топливо марки ДЛ Битум Известь негашеная (CaO) Вода Сульфанол НП-3 или НП-1 Барит с влажностью ˂2 %	563 155 310 60 12 100	529 135 27 52 14 400	515 125 250 48 15 550	459 115 230 44 16 700	478 105 210 40 17 850	461 95 190 36 18 1000	444 85 170 32 19 1150	427 75 150 28 20 1300	410 65 130 24 21 1450	393 55 110 20 22 1600	376 45 90 16 23 1750

Учитывая непостоянство состава и свойств большинства исходных материалов, используемых для приготовления ИБР, указанный в табл. 5.1 компонентный состав в каждом конкретном случае уточняют в лаборатории. При этом оптимальное соотношение извести и битума должно варьировать от 1:1 до 2:1. Для ИБР характерны нулевая и близкая к ней фильтрация и содержание воды, не превышающее 2-3 %. Необходимое условие приготовления ИБР – возможность тщательного и интенсивного перемешивания исходных компонентов для равномерного распределения их в растворе, гидрофобизации твердой и эмульгированной водной фаз. Основное внимание уделяют равномерности ввода исходных компонентов, перемешиванию и нагреванию.

Эмульсионный известково-битумный раствор (ЭИБР) является инвертным эмульсионным раствором, приготавливаемым на основе известково-битумного раствора, содержащего в качестве дисперсной фазы минерализованную воду до 30-50 % и твердые компоненты (битум, известь, барит). Такой раствор по свойствам близок к ИБР, но имеет и некоторые отличия, обусловленные высоким содержанием воды. В частности, имеет более высокий показатель фильтрации и пониженную термостойкость (180 – 190 ⁰С).