Вопрос 26

Кальциевые растворы.

Кальциевые растворы - ингибирующие глинистые БР, содержащие кроме глины, воды, нефти и утяжелителя, реагентов - понизителей вязкости, фильтрации и регуляторов щелочности специальные вещества - носители ионов кальция.

Действие их заключается в основном в предотвращении перехода выбуренной глины в натриевую форму, в переводе натриевой глины в кальциевую, в результате чего снижаются гидратация и набухание сланцев.

Известковые растворы с высоким рН.

Известковые растворы представляют собой сложные многокомпонентные системы, включающие кроме глины и воды четыре обязательных реагента: известь, каустик, понизитель вязкости, защитный коллоид. В их состав также могут входить нефть или дизельное топливо, утяжелитель и различные добавки специального назначения.

Известковые растворы используют при разбуривании высококоллоидных глинистых пород и аргиллитов. В результате применения известковых растворов повышается их глиноемкость, снижаются пептизация выбуренной глины, набухание и вспучивание сланцев, слагающих стенки скважины, уменьшается опасность прихватов. В отличие от алюминатных известковые растворы ограни­ченно солестойки (до 5 % по NaCl). Основной недостаток известковых растворов -невысокая термостойкость (100-120⁰ С).

 реагенты-понизители вязкости - способны снижать водоотдачу промывочных жидкостей.

Наряду со стабилизацией, обычно применяемые реагенты-понизители вязкости оказывают и пептизирующее действие, расщепляя не только вторичные коагуляционные образования, но и основные, элементы структуры - пачки первичных частиц. Этому способствует и щелочь, вводимая с реагентом. Увеличение числа кинетически активных частиц усиливает загустевание и противодействует разжижению. Конечная консистенция является результирующей этих процессов. С повышением содержания электролитов возрастает значение коагуляцио иного фактора. В этом случае необходимо увеличить добавки реагентов. Как указывалось, еще более усложняют эти эффекты вторичные процессы - структурообразование в растворах реагента и развитие высокопрочных сопряженных структур.

Известковые буровые растворы представляют собой многокомпонентные системы, включающие глину, воду, известь, каустик и реагенты-понизители вязкости и понизители водоотдачи; иногда функции последних выполняет один реагент, например ССБ.

В ряду причин, ограничивающих применение силикатных растворов, следует указать их большую водоотдачу и практически нерегулируемые реологические свойства. Обычно применяемые реагенты-понизители вязкости( фосфаты, полифенолы) не действуют на эти растворы, а некоторые из них, например ССБ, в обычных условиях даже несовместимы. Отрицательно сказывается и отсутствие промышленного производства жидкого стекла различных видов. При этом уровень полимеризации обеспечивает оптимальную вязкость и крепящую способность.

Снижение вязкости буровых растворов достигается различными путями. Чаще применяются специальные реагенты-понизители вязкости, особенно для разжижения утяжеленных буровых растворов.

Известь, добавляемая обычно в пределах 0 2 - 1 5 %, в виде пушонки, кипелки, известкового молока или цемента, является коагулирующей и ингибирующей добавкой. Каустик выполняет фяд функций, из которых главные - регулирование щелочности и уровня кальцинирования. Реагенты-понизители вязкости ( ССБ, квебрахо, хромлигносульфонаты и др.) ослабляют коагуляционное структуро-образование. Защитные реагенты ( КМЦ, КССБ, УЩР и др.) обеспечивают коагуляционную устойчивость и сохранение низких водоот-дач. Наличие нерастворимого избытка извести, переходящего в раствор по мере ухода из него ионов кальция, снижения щелочности или температуры, а также повышения солености, обусловливает способность системы к некоторому саморегулированию.

Малосиликатный глинистый раствор, стабилизированный КМЦ, - термо - и солестойкая система. При повышенном содержании твердой фазы требуется применение реагентов-понизителей вязкости. При оптимальном содержании твердой фазы и отсутствии в открытой части ствола скважины высококоллоидальных глин, как правило, реагенты-понизители вязкости не требуются. Тиксотропность малосиликатных буровых растворов регулируется в широких пределах очередностью ввода силиката натрия и КМЦ. Ввод силиката натрия вызывает рост тиксотропии, а ввод. Поэтому обработку мало силикатных растворов следует проводить следующим образом: ввести часть силиката натрия, необходимое количество КМЦ, а затем оставшуюся часть силиката натрия, которая и обеспечивает заданную величину тиксотропии. Для восстановления термостойкости в этом случае необходимо применение хлористого бария.

Малосиликатный глинистый раствор, стабилизированный КМЦ, термо - и солестойкая система. При повышенном содержании твердой фазы требуется использование реагентов-понизителей вязкости. В случае оптимального содержания твердой фазы и отсутствия в открытой части ствола скважины высококоллоидальных глин, как правило, реагенты-понизители вязкости не требуются. Тиксотропность малосиликатных буровых растворов регулируется в широких пределах очередностью ввода силиката натрия и КМЦ. Ввод силиката натрия вызывает рост тиксотропии, а ввод КМЦ - снижение, поэтому обработку малосиликатных растворов следует проводить следующим образом. Ввести часть силиката натрия, необходимое количество КМЦ, а затем оставшуюся часть силиката натрия, которая и обеспечивает заданную величину тиксотропии. Для восстановления термостойкости в этом случае необходимо применение хлористого бария.

Показатели малосиликатного бурового раствора легко регулируются. При добавках КМЦ уменьшаются водоотдача и СНС, а условная вязкость, как правило, не изменяется. Увеличение прочности структуры достигается добавками силиката натрия. При повышенном содержании твердой фазы в системе добавки силиката натрия вызывают сильное загущение и для регулирования вязкости обязательно требуютсяреагенты-понизители вязкости. Однако, как показала практика, все применяемые в скв. СГ-1 понизители вязкости ( нитро-лигнии, сунил, ПФЛХ-1) уменьшали в основном вязкость системы и практически не влияли на величину СНС. Экспериментально авторами было установлено, что при содержании твердой фазы 16 - 18 % ( объемных), включая глину типа куганакской, в системе плотностью 1 30 - 1 32 г / см3 и 19 - 21 % в системе плотностью 1 38 - 1 40 г / см3 удовлетворительные показатели малосиликатного бурового раствора можно получить без реагентов-понизителей вязкости. Показатели малосиликатного бурового раствора легко регулируются. При добавках КМЦ уменьшаются водоотдача и СНС, а условная вязкость, как правило, не изменяется. Увеличение прочности структуры достигается добавками силиката натрия. При повышенном содержании твердой фазы в системе добавки иликата натрия вызывают сильное загустевание и для регулирования вязкости обязательно требуютсяреагенты-понизители вязкости. Однако, как показала практика, все применяемые в скв. СГ-1 понизители вязкости ( нитролигнин, сунил, ПФЛХ-1) уменьшали в основном вязкость системы и практически не влияли на величину СНС. Экспериментально автором было установлено, что при содержании твердой фазы 16 - 18 % ( объемных), включая глину типа куганакской, в системе плотностью 1 30 - 1 32 г / см3 и 19 - 21 % в системе плотностью 1 38 - 1 40 г / см3 удовлетворительные показатели мало силикатного бурового раствора можно получить без применения реагентов-понизителей вязкости.

Известковые растворы с высоким значением рН представляют собой сложные многокомпонентные системы, включающие кроме глины и воды четыре обязательных реагента: известь, каустик, понизитель вязкости, защитный коллоид. В их состав могут входить нефть или дизельное топливо, утяжелитель и различные добавки специального назначения. Известь, добавляемая в виде пушонки, известкового молока или цемента, является коагулирующей и ингибирующей добавкой. Каустик выполняет ряд функций, главные из которых - регулирование щелочности бурового раствора и ограничение растворимости извести. Реагенты-понизители вязкости ( лиг-носульфонаты) ослабляют коагуляционное структурообразование и снижают фильтрацию. Защитные реагенты ( КМЦ, КССБ, УЩР и др.) обеспечивают коагуляционную устойчивость и сохранение низких фильтрационных свойств.