9. Классификация утяжелителей буровых растворов.

Утяжелители по плотности, а следовательно, и по утяжеляю­щей способности можно разделить на три группы.

Утяжелители плотностью до 3,5 г/см5. К ним относятся мало­коллоидальные глины, мел, известняк, мергели и др. Материалы этой группы обладают наибольшей гидрофильностью. С их по­мощью можно получать растворы плотностью до 1,7 г/см3.

Характерные представители этой группы: аморфный крем­незем, основной компонент SiO2 —· 97 %, плотность его 2,60 г/см3, удельная поверхность порошка 1180 см2/г; карбонат кальция, основной компонент СаСО3 — 97,5%, плотность его 2,70 г/см3.

Утяжелители плотностью 3,5—5,3 г/см5. Это основная группа утяжеляющих материалов. Наиболее перспективен барит. Хими­чески чистый барит (сульфат бария BaSO4) содержит 65,7 % ВаО и 34,3 % SO3. Барит имеет кристаллическое строение ор-торомбического, дипирамидального класса. Кристаллическая решетка ионного типа с максимально плотной упаковкой. Коор динационное число—12. Барит практически нерастворим в вод( (одна часть барита растворяется в 435 тыс. частей воды). Ег< твердость по шкале Мооса от 2,5 до 3,5, а плотность — 4,3— 4,4 г/см3. Цвет — белый с легким зеленым или коричневым от тенком. Качественный промышленный барит должен содержат! не менее 92 % BaSO4. Высокое содержание сульфата бария до стигается сортировкой руды и ее обогащением.

Утяжелители плотностью более 5,3 г/см3. Эти утяжелители применяют в особых условиях, когда плотность буровых раство­ров должна быть достаточной для предотвращения сужений ствола скважины в результате аномально высоких пластовых давлений, течения солей и т. д. К этой группе относится галенит (PbS), или свинцовый блеск; состав: РЬ — 86,6%, S — 13%, примеси: медь, серебро, цинк и др; плотность 7,4 — 7,6 г/см3; твердость 2—3.

Доказано, что плотность утяжелителя не является единствен­ным критерием его качества. Он должен обладать также ря­дом физико-химических характеристик. Важнейшие из них: инертность, отсутствие ухудшающих буровой раствор примесей, минимальная абразивность и требуемая степень дисперсности.

10. Категории ингибированных систем по влиянию на устойчивость глинистых пород.

Исследование (при температуре 22 °С и давлении от 0 до 50 МП а и при давлении 10 МПа и температурах от 22 до 150 °С) набухания огланлинского бентонита как модели по­роды в фильтратах различных растворов позволило условно разделить ингибированные системы по эффективности их

влияния на устойчивость глинистых пород на пять категорий:

I — высокоэффективные;

II — эффективные;

III — среднеэффективные;

IV—малоэф­фективные;

V — неэффективные.

Каждой категории эффективности соответствует группа устойчивости: I категории эффективности растворов соответст­вует V группа максимально устойчивых пород; V — категории эффективности буровых растворов соответствует I группа ус­тойчивости пород (неустойчивых).

При нормальных условиях большинство из исследуемых ингибированных растворов относится в основном ко II группе и в порядке увеличения их влияния на снижение устойчивости могут быть расположены в ряд: крахмально-малосиликатный раствор (КМСР), хромат-малосиликатный раствор (ХМСР), гипан-малосиликатный (гипан-МСР), высококальциевый раст­вор (ВКР), гуматно-малосиликатный раствор (ГМСР), гипсо­вый, известковый, бариевый.

Наиболее высокую группу устойчивости глин (V) обеспечи­вают в порядке уменьшения степени эффективности следующие системы: гидролизованный полиакриламид-малоспликатный (ГПАА-МСР), малосиликатносолевой раствор (МССР), КССБ-малосиликатный (КССБ-МСР), малосиликатный (МСР). При увеличении давления крепящая способность растворов в основ­ном не изменяется.

На устойчивость глинистых пород наибольшее влияние ока­зывает температура. Категория растворов при их нагреве мо­жет меняться. По данным авторов, наибольшую устойчивость при высоких температуре и давлении обеспечивает система МССР.