4.9.2. Гетерогенные (многофазные) буровые растворы

4.9.2.1. Глинистые растворы

Широкое применение глинистых растворов обусловлено:

1) относительной доступностью и дешевизной основного сырья для их приготовления;

2) их особыми, в какой-то мере универсальными, свойствами:

– способностью образовывать малопроницаемую фильтрационную корку на стенках скважины;

– способностью удерживать во взвешенном состоянии частицы выбуренной породы и утяжелителя;

– возможностью регулирования реологических, структурно – механических и фильтрационных свойств в весьма широком диапазоне.

Ниже приведено описание нескольких современных систем глинистых растворов.

Система SPERSENE («Сперсен») относится к классу наиболее распространенных глинистых растворов.

Обычно содержит небольшое количество широко известных компонентов (таблица 4.10), проста в приготовлении и обработке, не требует использования специального оборудования для приготовления и обслуживания. Благодаря гибкой рецептуре, может быть приготовлена на пресной, морской, пластовой или минерализованной воде. Как правило, используется при бурении верхних интервалов скважины. Может легко конвертироваться в другую систему.

Таблица 4.10 Компонентный состав системы «Сперсен»
Наименование	Функция / назначение	Типовая концентрация, кг/м3
M-I GEL	Структурообразователь, понизитель фильтрации	14,5–85,5
Каустическая сода	Контроль рН	1–3
LIME	Осаждение карбонатов	0–3
SPERSENE CF (CFI)	Разжижитель	6–34,5
TANNATHIN	Контроль фильтрации, разжижитель	3–34,5
POLYPAC	Понизитель фильтрации	1,5–6
DUOVIS	ВНСС, улучшение выноса шлама	0,7–1,5
RESINEX	Понизитель фильтрации в условиях высоких температур и высоких давлений (ВТВД)	3–17,5
Барит	Утяжелитель (при необходимости)

Устойчивость от химического загрязнения или насыщения твердой фазой системы «Сперсен» достигается простым увеличением концентрации реагента SPERSENE, TANNATHIN или специальной обработкой. Существует множество модификаций системы «Сперсен», такие как SPERSENE/GYP, SPERSENE/LIME, SPESENE/XP-20 и другие. В зависимости от условий бурения на основе системы «Сперсен» (таблица 4.11) можно сформировать промывочную жидкость для разных геолого-технических условий, включая бурение в зонах высоких давлений и температур.

Система POLY-PLUS («Поли-Плюс») относится к классу малоглинистых полимерных растворов (таблица 4.12). Разработана для обеспечения стабилизации (ингибирования) стенок скважины, сложенных глинистыми породами, и контроля реологических свойств промывочных жидкостей на водной основе (таблица 4.13). Ключевым компонентом системы «Поли-Плюс» является полимер с высокой молекулярной массой POLY-PLUS.

Таблица 4.11 Значения показателей свойств системы «Сперсен» (API)
Плотность, кг/м3		1080–2160
Пластическая вязкость, мПа·с		5–37
Динамическое напряжение сдвига, фнт/100фт2		6–25
СНС 10 с, фнт/100фт2		3–9
СНС 10 мин., фнт/100фт2		3–15
Показатель фильтрации, см3 / 30 мин		менее 10
рН		9,5–11,5
Таблица 4.12 Компонентный состав системы «Поли-Плюс»
Наименование	Функция / назначение			Типовая концентрация, кг/м3
M-I GEL	Структурообразователь, контроль фильтрации			7–29
Na2CO3	Контроль жесткости воды затворения (при необходимости)			1,5–2
NaOH, KOH	Контроль рН			1,5–3
POLY-PLUS	Ингибитор, увеличение выхода бентонита			1,5–4,5
SP-101	Контроль фильтрации			1,5–7,5
POLY-SAL	Контроль фильтрации (при необходимости)
DUOVIS	ВНСС, улучшение выноса шлама			1,5–3
POLYPAC	Понизитель фильтрации			1,5–6
KCl, NaCl	Контроль давления, ионное ингибирование (при необходимости)
TACKLE	Понизитель прогрессирующей прочности геля			0,3–3
Барит	Утяжелитель (при необходимости)
Таблица 4.13 Значения показателей свойств неутяжеленной системы «Поли-Плюс» (API)
Плотность, кг/м3			1080–1560
Пластическая вязкость, мПа·с			6–10
Динамическое напряжение сдвига, фнт/100фт2			10–20
СНС 10 с, фнт/100фт2			3–6
СНС 10 мин., фнт/100фт2			5–10
Показатель фильтрации, см3 / 30 мин			менее 10
рН			8,5–10