7.5 Промивальні рідини на вуглеводневій основі

Промивальні рідини на вуглеводневій основі призначені для розкриття нафтоносних пластів, відбору керна, коли необхідно одержати взірці порід, не забруднені фільтратом; для розбурювання глинистих порід, стійкість яких значно знижується при зволоженні, а також хемогенних порід, які легко розчиняються у воді і схильні до втрати стійкості.

Промивальні рідини на вуглеводневій основі являють собою складну багатокомпонентну колоїдно-хімічну систему, в якій дисперсійним середовищем є рідкі вуглеводні, а дисперсною фазою - вода і тверді компоненти. Їх можна поділити на два види: практично безводні та інвертні емульсії.

З практично безводних найперспективнішими є вапняно-бітумні суспензії (ВБР), в складі яких нафта є дисперсійним середовищем, а дисперсною фазою - високоокислений бітум, обважнювач, невелика кількість мінералізованої води та високоактивний оксид кальцію.

Стабільність практично безводних суспензій на вуглеводневій основі значно залежить від вмісту води, тому в процесі буріння слід попереджувати попадання води в такі суспензії.

В інвертних емульсіях дисперсійним середовищем є нафтопродукт, а дисперсною фазою - вода. Вода перебуває у вигляді тонкодиспергованих глобул і рівномірно розподілена по всьому об’єму нафтопродукта. Емульсію стабілізують шляхом введення ПАР-емульгатора. Для цього використовують залізні мила окисленого петролатуму, кальцієві мила жирних кислот та інші ПАР.

Оскільки в інвертній емульсії міститься, як правило, не більше 30 % об’єму рідких вуглеводнів, то її вартість значно нижча за вартість практично безводних емульсій.

Перевагами промивальних рідин на вуглеводневій основі є: забезпечення високої якості розкриття продуктивних пластів, низькі або нульові значення фільтрації; достатньо високі тіксотропні властивості; низька густина в необважненому виді; добра прокачуваність, не зважаючи на порівняно високу в’язкість; нерозчинність гірських порід в їх дисперсійному середовищі; високі протизносні та мастильні властивості; висока стабільність у часі та ін.

До вад промивальних рідин на вуглеводневій основі належать: порівняно висока вартість, руйнування гумових деталей обладнання, підвищена пожежонебезпека, великі затрати праці на приготування та обслуговування, складність проведення електрометричних робіт.

7.6 Аеровані промивальні рідини

Аерованими називають промивальні рідини, в які введено газовий компонент, що надає їм нові властивості. Ці рідини займають проміжне становище між рідкими і газоподібними агентами. Вони застосовуються в основному при проходці зон поглинання, для збільшення механічної швидкості і проходки на долото, підвищення якості розкриття продуктивних пластів.

Аерується розчин або механічним шляхом - насиченням вихідного розчину повітрям, або хімічним шляхом - обробкою розчину піноутворюючими ПАР.

При механічній аерації використовується серійне бурове обладнання з додатковим встановленням компресорів з аеруючим пристроєм, обв’язуванням насосів, герметизацією устя і встановленням зворотного клапана. Як рідку фазу використовують воду, глинистий розчин або іншу рідину.

При хімічній аерації немає необхідності встановлювати додаткове обладнання, розчини стійкіші, їх в’язкість і статичне напруження зсуву легко регулюються, бо вони володіють добрими кіркоутворюючими глинизуючими властивостями порівняно з розчинами, аерованими механічним шляхом. При хімічній аерації в рідину, крім ПАР (сульфонол або сульфонат), вводять реагент-структуроутворювач (каустична або кальцинована сода).

При механічній аерації з допомогою компресорів густина розчину може бути знижена до 100 кг/м³, а при хімічній - до 700 кг/м³. Якщо в аеровану рідину додають піноутворюючу ПАР (наприклад, оксиетилований поліфенол ОП-10), то вона сприяє утворенню дуже дрібних глобул повітря в аерованій рідині і перетворює останню в піну. Стабільні піни мають тіксотропні властивості. При використанні пін покращується виніс частинок розбуреної породи, зменшується забруднення продуктивних пластів, помітно знижується необхідна потужність компресорів.

Перевагами буріння з застосуванням аерованих рідин є:

а) можливість запобігання та ліквідації різних за інтенсивністю поглинань промивальних рідин внаслідок малої густини і підвищеної в’язкості;

б) підвищення показників роботи долота завдяки низькому диференціальному тиску на вибій та застосуванню ПАР;

в) підвищення якості розкриття продуктивних пластів, у яких коефіцієнт аномальності менший одиниці.

До вад аерованих промивальних рідин належать:

а) ускладнення технологічної схеми бурової і збільшення її енергоємкості у зв’язку із встановленням компресорів;

б) необхідність додаткових робіт з обв’язки і герметизації устя;

в) трудність регулювання властивостей;

г) підвищення корозійного зносу обладнання.

В очисній системі аерована рідина (піна) повинна пройти через дегазатори і звільнитись від повітря, перш ніж поступити в бурові насоси.