6. Буровые промывочные жидкости. Назначение.

1.Очистка забоя от шлама;

При хорошей очистке забоя породоразрушающий инструмент будет разрушать забой, а не выбуренную горную породу (шлам).

2.очистка скважины от шлама;

Чем больше вязкость промывочной жидкости, тем меньше скорость витания шламовых частиц, и наоборот.

3.поддержание противодавления на пластовые флюиды;

По ПБНГП: Р_скв.>Р_пл. на 10 % до 1200 м; Р_скв.>Р_пл. на 5 % свыше 1200 м.

В случае катастрофических поглощений, когда невозможно поддерживать заданные правилами превышения, допускается с соответствующим обоснованием бурение на равновесие.

4.поддержание противодавления на стенки скважины;

;

Условие: . Это крайне важно учитывать в бурении пластичных горных пород.

Если плотность бурового раствора по правилам не обеспечивает выше приведенного условия, то ее увеличивают до необходимого значения.

5.предупреждение поглощения самого раствора в скважине;

Поскольку скважинное давление больше пластового, то буровой раствор непрерывно фильтруется в горную породу; во избежание экономического ущерба буровой раствор снабжается свойством, препятствующим этому процессу.

6.охлаждение бурильного инструмента;

Для хорошего охлаждения бурильного инструмента необходимо предупреждать наработку сальников.

7.смазка бурильного инструмента;

Наиболее дешевая смазка – нефть.

8.передача энергии забойным двигателям;

При прохождении потока жидкости через каждый элемент бурильной колонны теряется мощность и давление. Например, потери давления на турбобуре могут достигать от 2 до 5 Мпа и даже более.

9.препятствие падению шлама при остановке циркуляции.

7. Буровые промывочные жидкости. Классификация.

Промывочные жидкости:

1.На углеводородной основе:

1.1.практически безводные;

1.2.эмульсии типа вода в масле (инвертные).

По соображениям экологии применение буровых растворов на углеводородной основе практически запрещено, особенно при мерзлоте.

2.На водной основе:

2.1.без твердой фазы (техническая вода);

2.2.с диспергируемой твердой фазой;

2.3.с конденсируемой твердой фазой (например, НБРПС);

2.4.полимерные;

2.5.мицелярные.

Наибольшее распространение получили 2.2 и 2.4, остальные – узкоспециализированные для какого-либо участка бурения.

2.2.1.Естественные суспензии (образуются за счет замеса глинистых частиц горных пород в процессе бурения);

2.2.2.диспергирующие глинистые породы (d_э< 10^-6 м – эффективный диаметр, коллоидная фаза; этот диапазон буровых растворов предполагает растворение глинистых частиц в процессе бурения);

Буровые растворы 2.2.2 эффективны при больших скоростях бурения, когда стенки скважины не успевают растворяться.

2.2.3.ингибирующие глинистые породы (значит предупреждающие растворение глинистых частиц).

Избыточное растворение глинистых частиц приводит к увеличению вязкости бурового раствора, к невозможности прокачки его по циркуляционной системе.

Содержание глинистых частиц в буровом растворе должно быть порядка до 10 % (без разжижителей).

Растворы 2.2.3 применяют в интервалах с высококоллоидальными глинами, при большой продолжительности бурения с открытым стволом скважины.

2.2.2.1.Гуматные;

Гуматы – оксиды гумуса.

Бур. уголь + NaOH=УЩР (углещелочной реагент).

Торф + NaOH=ТЩР (торфощелочной реагент).

Химические реагенты расжижают и стабилизируют глинистую суспензию.

Гуматные растворы хороши в применении при очень больших скоростях бурения, когда твердая фаза от выбуренной породы приводит к резкому загущению бурового раствора.

Примечание: гуматы при взаимодействии с солями могут образовывать так называемые гель-гуматы, которые автоматически приводят к загущению бурового раствора.

2.2.2.2.лигносульфанатные;

Лигнины – отходы целлюлозно-бумажной промышленности.

Лигнин + H₂SO₄=лигносульфанат, который растворяем в воде.

Лигносульфанат стабилизирует буровой раствор и немного уменьшает водоотдачу.

2.2.2.3.хромлигносульфанатные;

Стабилизируются лигниновыми реагентами, обработанными хромпиком (соли хрома).

Особенность растворов 2.2.2.3: увеличивается температурный диапазон применения.

При возникновении опасности деструктуризации (под действием избыточных температур) добавляют соли хрома.

Примечание: в настоящее время применение солей хрома жестко ограничено.

2.2.2.4.химически необработанные растворы (это простые глинистые суспензии).

2.2.3.1.Гидрофобизующие (за счет адсорбции ионов солей на поверхность твердых частиц уменьшить их смачиваемость);

- смачивает (лиофильная); - не смачивает (лиофобная).

2.2.3.2.кальциевые;

2.2.3.3.калиевые;

2.2.3.4.обработанные солями трехвалентных металлов;

2.2.3.5.силикатные;

2.2.3.6.хлормагниевые;

2.2.3.7.хлорнатриевые.

2.4.1.Безглинистые;

2.4.2.малоглинистые.

3.Газы и газожидкостные смеси:

3.1.Воздух;

3.2.природный газ;

3.3.туманы и пены;

3.4.аэрированные жидкости.

Газы и газожидкостные смеси применяются при аномально низких пластовых давлениях.

Недостатки газожидкостных смесей: при очистке сначала требуется разрушить пену или провести дегазацию.