4. Классификация бр.

Классификация буровых растворов.

Большинство буровых растворов представляет собой дисперсные системы, которые могут быть подразделены по следующим признакам:

• фазовому состоянию дисперсионной среды,

• природе дисперсионной среды,

• степени дисперсности,

• фазовому состоянию дисперсной фазы,

• методу получения дисперсной фазы,

• природе дисперсной фазы.

Соответствующие данной классификации типы буровых растворов принято далее подразделять на различные виды в зависимости от степени минерализации дисперсионной среды, вида растворённых в ней неорганических соединений, характера химической обработки,

Соотношения между водой и углеводородной жидкостью и т.п. Классификация буровых растворов, в соответствии с указанными признаками, приведена на рис. I.

6. Глинистые растворы. Типовой состав бр.

Буровые растворы на основе капельных жидкостей

Этот отряд суровых растворов наиболее распространён в практике бурения. Среди этого отряда преобладающую роль играют буровые растворы на водной, основе. Среди этой обширной группы

растворов важное значение имеют гетерогенные полидисперсные системы с диспергированной твёрдой дисперсной фазой. Для буровых растворов, относящихся к этому классу, наиболее широкое применение нашли буровые растворы с глинистой дисперсной фазой - глинистые растворы.

Глинистые растворы

Дисперсионной средой глинистых растворов, обеспечивающей текучесть, является вода, в которой могут быть растворены различные неорганические и органические соединения. Наиболее важную часть дисперсной фазы глинистых растворов составляет глина. Тонкодисперсные частицы глины придают глинистым растворам такие важные свойства, как способность удерживать твердые частицы во взвешенном состоянии и образовывать на стенках скважины корочку, частицы глины вступают в физико-химическое взаимодействие с растворенными химическими соединениями случайно попавшими или намеренно введёнными в глинистый раствор. В результате этого взаимодействия могут существенно измениться свойства глинистого раствора. Таким образом, ее можно назвать активной частью дисперсной фазы глинистых растворов

Некоторую часть дисперсной фазы глинистых растворов составляет утяжелитель, который вводят для повышения их плотности. В отличие от глины, утяжелитель, частицы которого намного крупнее глинистых, очень слабо взаимодействует с водой и растворёнными в ней веществами. Он выполняет лишь роль тяжёлого наполнителя, что и даёт основание отнести утяжелитель к категории полезной инертной твёрдой фазы глинистых растворов.

При бурении в глинистый раствор попадают и остаются в нём мелкие частицы выбуренной породы. Обломки глинистых пород по­степенно измельчаются при циркуляции раствора и пополняют ак­тивную часть дисперсной фазы. Обломки неглинистых пород составляют нежелательную часть инертной твёрдой дисперсной фазы.

В глинистом растворе обычно присутствуют химические реаген­ты - неорганические и органические соединения, намеренно вве­дённые в раствор для улучшения его коллоидно-химических и тех­нологических свойств. Некоторые химические реагенты представ­ляют собой высокомолекулярные соединения. В воде они образуют особый класс дисперсных систем, так называемые "растворы высоко­молекулярных соединений", которые в силу больших размеров мо­лекул обладают некоторыми свойствами коллоидных систем. Большие размеры молекул и их влияние на свойства глинистого рас­твора, сходное в некоторых отношениях с влиянием частиц дис­персной фазы, позволили некоторым авторам отнести высокомоле­кулярные химические реагенты к категории активной твёрдой фазы глинистых растворов.

Помимо химических реагентов, в глинистые растворы при бурении могут попадать неорганические соединения-электролиты. Взаимо­действие электролитов с глиной и химическими реагентами при­водит к ухудшению свойств глинистых растворов. Такие соедине­ния поэтому принято называть нежелательными посторонними электролитами.

Для улучшения смазочных свойств глинистых растворов в их состав вводят жидкие и твёрдые смазочные добавки.

В некоторых случаях в глинистом растворе могут оказаться пузырьки воздуха или природного газа. Присутствие газообразного компонента в глинистом растворе является нежелательный, за исключением тех случаев, когда возникает необходимость существенного понижения плотности бурового раствора.

Таким образом, типовой состав глинистых растворов можно представить следующей схемой:

Требования к воде, используемой для приготовления глинистых растворов.

Для приготовления глинистых растворов предпочтительнее применять мягкую пресную воду, то есть воду с минимальным содержанием солей двухвалентных металлов, Двухвалентные катионы кальция и магния, присутствующие в жёсткой воде, взаимодействуя с глиной, затрудняют её диспергирование. По этой же причине нежелательно использование для глинистых растворов минерализованной солёной воды. В случае приготовления глинистых растворов на жёсткой, и особенно на сильно минерализованной, водя для получения бурового раствора с требуемыми структурно-механическими свойствами нужна повышенная концентрация глины.

Увеличение концентрации глины в буровом растворе влечёт за собой снижение скорости бурения. При использовании сильно ми­нерализованной воды существенно увеличивается расход химичес­ких реагентов, добавляемых для регулирования свойств глинис­тых растворов.

Требование применять для глинистых растворов пресную во­ду не всегда выполнимо. При разбуривании морских месторожде­ний приходится пользоваться морской водой, а в засушливых и пустынных местностях - минерализованной водой из специально пробуренных неглубоких скважин. При соответствующей химической обработке вполне возможно получить глинистый раствор удовлет­ворительного качества, используя для приготовления минерали­зованную воду.