ЛЕКЦИЯ V

Промывка скважин и промывочные жидкости

§ 1. Назначение промывочной жидкости и требования к ней

На первом этапе развития вращательного бурения основной функцией промывочной жидкости было непрерывное удаление с за­боя и из скважины обломков разбуриваемых пород. В даль­нейшем функции ее постепенно расширялись, а требования к составу и свойствам возрастали.

При бурении промывочная жидкость должна:

1. обеспечивать эффективную и полную очистку забоя от выбу­ренных частиц и вынос их на дневную поверхность;

2. удерживать выбуренные частицы во взвешенном состоянии и предотвращать осаждение их на забой при прекращении промывки;

3. способствовать повышению устойчивости горных пород, сла­гающих стенки скважины;

4. создавать на стенки скважины противодавление, достаточное для предотвращения притока пластовых жидкостей и газов. Это давление, однако, не должно быть чрезмерно высоким во избежание резкого снижения эффективности бурения, а также гидравлического разрыва пород или раскрытия естественных микротрещин и погло­щения промывочной жидкости;

5. хорошо охлаждать трущиеся поверхности, прежде всего долота;

6. обеспечивать хорошую смазку трущихся поверхностей, осо­бенно опор долота, даже при высоких контактных давлениях между ними;

7. не ухудшать коллекторские свойства продуктивных горизонтов;

8. обладать закупоривающими свойствами, т. е. создавать в по­рах и микротрещинах стенок скважины тонкую, плотную, мало­проницаемую корку, достаточно прочно связанную с горными поро­дами и препятствующую проникновению в них не только самой про­мывочной жидкости, но и ее фильтрата;

9. иметь высокую термостойкость при проходке высокотемпера­турных скважин и низкую температуру замерзания, а также не­большую теплопроводность при бурении в многолетнемерзлых породах;

10. быть достаточно инертной к воздействию обломков выбурен­ных пород и минерализованных пластовых вод, но относительно легко поддаваться химической обработке при регулировании ее свойств;

11. облегчать или не затруднять разрушение породы забоя долотом;

12. не содержать, по возможности, компонентов, способных ока­зывать сильное абразивное воздействие на оборудование;

13. защищать буровое оборудование и инструмент от коррозии;

14. достаточно легко перекачиваться буровыми насосами;

15. состоять в основном из дешевых и недефицитных материалов.

Промывочная жидкость передает энергию от буровых насосов, установленных на поверхности, забойному двигателю при турбин­ном бурении, а также на забой, особенно при применении гидро­мониторных долот.

§ 2. Классификации промывочных жидкостей

Различные требования к составу и качеству промывочной жидко­сти, предъявляемые в конкретных условиях разбуривания объекта, многообразие геологических условий, наличие подходящего сырья обусловили появление промывочных жидкостей нескольких типов. Все промывочные жидкости можно разделить на следующие основ­ные группы.

1. Промывочные жидкости на водной основе:

а) вода (пресная, морская, рассолы);

б) глинистые суспензии;

в) естественные суспензии, образующиеся при разбуривании неглинистых пород и аргиллитов;

г) суспензии на базе гидрогелей;

д) эмульсии типа «масло в воде».

2. Промывочные жидкости на неводной основе:

а) дегазированная нефть и нефтепродукты;

б) многокомпонентные растворы на углеводородной основе;

в) обращенные эмульсии типа «вода в масле».

3. Газообразные рабочие агенты (воздух, природные газы, вы­хлопные газы двигателей внутреннего сгорания).

4. Аэрированные промывочные жидкости и пены.

При бурении скважин наиболее широко используют жидкости на водной основе; за ними следуют газообразные агенты и аэриро­ванные жидкости. Промывочные жидкости на неводной основе применяют чаще всего для решения специальных задач (см. лек. XII), а также при разбуривании пород, склонных к пластическому тече­нию (бишофит, карналит, сильно засоленные глинистые породы), и глубокозалегающих аргиллитов в скважинах с высокими забой­ными температурами.