Алюминатные растворы.

Алюминатные растворы - это буровые глинистые промывочные растворы из кальциевой глины, которые содержат ингибирующую добавку - высокощелочной алюминат натрия, стабилизированный лигносульфонатами. Алюминатные растворы бывают пресными и соленасыщенными. Пресные алюминатные растворы используют для разбуривания глинистых отложений в условиях невысоких (до 100⁰ С) забойных температур. В качестве реагента - стабилизатора используют только ССБ, применяемую совместно с алюминатом натрия. Алюминатные глинистые растворы (АлГР) обладают устойчивостью в широком диапазоне хлорнатриевой минерализации и небольшими показателями фильтрации. .

Преимущество АлГР, приготовленного из кальциевых глин, по сравнению с раствором из натриевых глин следующее: при равном расходе реагентов он имеет меньшие значения показателя фильтрации, вязкости и СНС.

Пенообразование у растворов, содержащих лигносульфонаты, уменьшается с увеличением добавок алюмината натрия и содержания глинистой фазы. Для предотвращения пенообразования в раствор вводят пеногасители (производные жирных кислот, PC, ПЭС, трибутилфосфат идр.).

Известковый раствор с низким рН.

Известковый раствор с низким рН - кальциевый буровой раствор, содержащий в качестве ингибитора-носителя ионов кальция гидроксид кальция, более высокая растворимость которого обеспечивается пониженным значением рН раствора (9­9,5). Этот раствор предназначен для разбуривания глинистых отложений; температурный предел 160⁰ С.

В процессе бурения контролируют содержание кальция в фильтрате, содержание извести в растворе и рН раствора.

Основные характеристики раствора следующие: содержание извести должно поддерживаться в пределах 0,5 - 1 г/л, содержание ионов кальция в фильтрате -500-600 мг/л.

Хлоркальциевые растворы.

Хлоркальциевый раствор (ХКР) - ингибирующий кальциевый раствор, содержащий в качестве ингибирующей добавки хлорид кальция.

Установлено, что оптимальное содержание катионов кальция, при котором достигается ингибирование, составляет3000 - 5000 мг/л. Хлоркальциевые растворы наиболее эффективны при разбуривании аргиллитов. Присутствие в фильтрате бурового раствора ионов кальция способствует значительному сокращению осыпей и обвалов при разбуривании неустойчивых аргиллитоподобных отложений.

Вследствие отсутствия эффективных кальциестойких реагентов термостойкость его ограничена (100 ОС).

В процессе бурения контролируют содержание кальция в фильтрате и общую минерализацию. Готовят глинистую суспензию на пресной воде, которую обрабатывают КМЦ и КССБ. Одновременно с КССБ в раствор добавляют пеногаситель. После получения оптимальных показателей раствор обрабатывают хлоридом кальция и известью.

Силикатные

Силикатный раствор - это раствор, содержащий в качестве ингибирующей добавки силикат натрия или калия. Применяются они для повышения устойчивости ствола скважины при разбуривании осыпающихся и неосыпающихся пород.

Принцип упрочнения сланцев основан на легком проникновении силиката натрия ( калия ) в трещины и поры стенок скважины и быстром выделении геля поликремневой кислоты, цементирующей поверхность ствола.

Скорость гидратации глинистых сланцев при использовании силикатных растворов уменьшается вследствие адсорбции образующихся полисиликатов на поверхности сланцев. Крепящее действие силикатов усиливается при наличии в породах, слагающих стенки скважины, солей кальция. При взаимодействии силикатов с солями кальция образуются практически нерастворимые гидросиликаты кальция, обладающие крепящим действием. Кроме того при этом выделяется щелочь, которая в свою очередь с солями кальция образует гидроокись кальция, также обладающую крепящим действием.

Устойчивость глинистых пород существенно повышается за счет увеличения ионной силы бурового раствора путем добавки компонентов, предотвращающих межплоскостное набухание кристаллической решетки  глинистых минералов (например ионов К+), а также гидрофобизирующих добавок типа смеси легкого таллового масла с полигликолями (ЛТМ/ПАГ) или легкого таллового масла с кремнийорганическими соединениями (ЛТМ /КОС), способствующих образованию упругой, эластичной, полупроницаемой поверхностной пленки, создающей  условия протекания осмотического влагопереноса из массива глинистой породы в скважину.

МЕЛОВЫЕ. Меловые растворы представляют собой группу растворов различного целевого назначения, в которых основной компо­нент твердой фазы — мел.

В процессе бурения водорастворимых неглинистых отложе­ний, при вскрытии минерализованных подземных вод в глинис­том растворе всегда происходит сложное физико-химическое взаимодействие глинистой фазы с дисперсионной средой, в ре­зультате чего качество раствора ухудшается вплоть до гидро­фобной коагуляции твердой фазы. Интенсивность этих про­цессов часто настолько велика, что химическая обработка гли­нистых растворов оказывается неэффективной. Меловые раст­воры в таких условиях, выполняя все функции промывочных жидкостей, оказываются более устойчивыми.

Меловой порошок не дает в воде агрегативно устойчивой суспензии вследствие недостаточной гидратации поверхности. Стабилизация водной суспензии мела достигается введением 15% таких реагентов, как КССБ, ССБ, УЩР, 1—2% полимеров и ряда других веществ. Так как дисперсность мела меньше, чем дисперсность глин, и в процессе бурения она практически не изменяется, при использовании в качестве стабилизаторов лигносульфонатов необходимо вводить структурообразователь. Обычно это 0,5—2% жидкого стекла, но иногда добавляют 4— 5% (от массы мела) глинопорошка. Полимеры стабилизируют и структурируют меловой раствор.

Особенность меловых растворов — небольшая вязкость при значительной плотности. Можно получить легко перекачивае­мые меловые растворы полностью 1,5—1,6 г/см3 без обработки понизителем вязкости. На рис. 40 показан характер изменения условной вязкости с ростом плотности для мелового (кривая 1) И глинистого (кривая 2) растворов из дружковской каолиновой глины.