Для розбурювання глинистих порід і ангідритів.

При застосуванні цих розчи­нів постає проблема не одержання, а попередження їх збагачення вибуреною породою. Для цього застосовують існуючі механічні методи очищення і методи селективної флокуляції, за до­помогою якої флокулюють грубодисперсну фракцію, стабілізуючи водночас тонкодисперсну фракцію глинистої фази.

Застосування такого типу розчину в США у 80-і pp. становило близько 25% від загальної проходки. При цьому затрати на буріння свердловини скоротилися на 25—30%, а витрати на хімічну обробку бурових розчинів — на 50%.

Примітка. До розчинів з малим вмістом твердої фази належать також так звані недиспергуючі бурові розчини.

Недиспергуючі бурові розчини — це розчини із вмістом твердої (глинистої) фази до 2,5% (за об'ємом).

► Для приготування недиспергуючих бурових розчинів застосовують головним чином полімерні добавки двох типів:

− полімерні добавки подвійної дії, які підвищують в'язкість глинистих (бентонітових) розчинів і спонукають до флокуляції твердих частинок породи (наприклад, VAMA і РНРА-1);

− селективні флокулянти (наприклад, РНРА-2), які спонукають до флокуляції частинки породи, але не впливають на технологічні властивості глинистого (бентонітового) розчину.

► Хімічна обробка. Розчини з малим вмістом твердої глинистої фази характеризуються низькими значеннями в'язкості, СНЗ і ДНЗ, для підвищення яких додають полімерні реагенти, солі, оксид магнію та інші компоненти.

Параметри малоглинистих бурових розчинів на основі гідролізованого поліакриламіду під впливом вибуреної породи і температури змінюються незначно. Як правило, їх параметри при вмісті 3—4 % глини є такими: густина — 1050—1070 кг/м³, умовна в'язкість — 25—30 с, показник фільтрації — 45 см³/30 хв, кірка — 0,5 мм, СНЗ за 1 хв — 0—2 дПа, за 10 хв — 2—4 дПа.

Змінюючи ступінь гідролізу і молекулярної маси цих речовин, одержують поліакриламідні добавки, які по-різному діють на бентонітові бурові розчини.

З метою, оптимізації полімерної флокуляції треба враховувати, що той самий полімерний реагент при дії на мінеральні частинки може бути як флокулянтом, так і стабілізатором. У більшій мірі різницею концентрацій щодо, флокулюючої дії на глини (бентоніт, каолініт) характери­зуються поліакрилати. Селективну дію полімерів посилюють додаванням таких неорганічних коагулянтів, як хлориди і сульфати заліза, алюмінію, магнію та ін., а також застосуванням органоколоїдних добавок як структуруючої фази.

Окрім вказаних, відомі добавки, які повністю флокулюють усі тверді частинки, в тому числі бентоніт, їх застосовують переважно під час буріння свердловин з промиванням водою.

Примітки:

• при обробці обважнених недиспергуючих бурових розчинів кількість добавки полімеру зале­жить від вмісту в розчині бариту і розчиненого кальцію.

• в'язкість недиспергуючих рідин, на відміну від диспергуючих, з підвищенням температури практично не змінюється.

• з вітчизняних розробок рецептур недиспергуючих бурових розчинів застосовуються систеь з добавками «м'яких» гідрофобізаторів типу ГКЖ-10 або ГКЖ-11.

Глинисті розчини на прісній воді

► Глинисті розчини на прісній воді призначені для розбурювання стійких, несолевмісних гірських порід. При їх застосуванні необхідно облаштовувати бурову (крім очищувальних пристроїв) відстійниками з великою площею поверхні, забезпечувати добре водопостачання та можливість складування скидів вибуреної породи та надлишку бурового розчину.

► Приготування. Глинисті розчини на прісній воді містять менше 1% хлориду натрію або менше 120 мг/л іонів кальцію. Прісний глинистий розчин одержують на основі водяної суспензії бентоніту я глинистого мінералу, найбільш піддатливого до набухання і диспергування у воді.

З допомогою механічних диспергаторів і хімічних добавок добиваються утворення в'язко- дисперсної системи — власне глинистого розчину, який на відміну від суспензії набуває здатності не седиментувати, не флотувати, а утворювати на поверхні фільтра щільну малопроникну кірк)

► Хімічна обробка. Підвищення лужності до рН 8,5—9,0 шляхом додавання головним чином кальцинованої соди (Na₂CO₃) або триполіфосфату натрію (ТПФН) посилює процес гідратації глинистих компонентів і відповідно спричиняє структурування бурового розчину. При цьому ступінь коагуляції як правило, знижується, а показник фільтрації може зменшитися до 10—15 см³/30 хв.

Досить ефективним хімічним реагентом для обробки таких розчинів є вугільно-лужний реагент (ВЛР). Внаслідок його добавки в кількості 15—30% за об'ємом показник фільтрам може становити 4—5 см³/30 хв. Одночасно знижуються показники структурно-механічних характеристик розчину (в'язкість, СНЗ).

При використанні кальцієвих глин для розрідження застосовують ВЛР разом із ССБ.

Технологічно це здійснюють таким чином: спочатку в розчин додають 3—5% (об'ємних) ССБ у вигляді 50-процентного розчину, ретельно його перемішують. Якщо не досягнуто розрідження до потрібних значень, то додають розчин каустичної соди (NaOH) доти, поки подальші розрідження не припиниться.

Глинистий розчин для забурювання стовбура свердловини

Розчин для забурювання стовбура свердловини повинен володіти наступними властивостями:

• мати високу в'язкість, СНЗ і ДНЗ (щоб не до­пустити вимивання піску та слабозцементованих порід і утворення вирви під буровим обладнан­ням, а також поглинань рідини);

• бути необробленим хімічними реагентами (щоб запобігти забруднення пластових вод).

Глинисті розчини на мінералізованій воді

► Глинисті розчини на мінералізованій воді призначені для буріння свердловин, в розрізі яких є соленосні відклади.

Соленосні відклади, які зустрічаються під час буріння, складені або безпосередньо з соляних відкладів, інколи з прошарками глинистих порід, або з глинистих та інших осадових порід, що мають включення або невеликі прошарки солей. Щодо складу солей найбільш поширеними є галіт, ангідрит, гіпс, сильвін, бішофіт, мірабіліт та ін. Основні характеристики цих солей наведені в таблиці 6.6.

Таблиця 6.6 − Основні характеристики солей

Сіль	Хімічна формула	Густина, кг/м^3	Твердість за шкалою Мооса	Розчинність (% масові) при температурі, °С
Галіт	NaCl	2100-2200		26,3	26,4	26,8	27,0	27,6	28,2
Сильвін	КСІ		1,5-2,0	23,8	25,5	28,7	31,3	33,8	36,0
Бішофіт	MgCl2.6H20		1,5	34,9	35,3	36,5	37,9	39,8	42,2
Карналіт	MgCl2.KCl.6H20		2-3	—	—	—	—	—	—
Хлорид кальцію	СаС12		1,5-2,0	39,4	42,7	53,5	57,8	59,5	61,4
Тахігідрит	2MgCl2.CaCl2.l2H2O			—	—	—	—	—	—
Гіпс	CaS04.2H2O		1,5	0,193	0,202	0,211	0,201	—	—
Ангідрит	CaSO4	2800-3000	3,0-3,5	—	—	—	—	—	—
Мірабіліт	Nа2SO4.10H20		1,5-2,0	8,2	16,1	28,8	30,5	30,0	29,9

Продовження таблиці 6.6

Кізерит	MgS04.H20		3,5	—	—	—	—	—	—
Полігаліт	KmgCa2(SO4)4.2H20		2,5-3,0	—	—	—	—	—	—
Трона	Na3H(CO3)2.2H2O	2110-2140	2,5-3,0	—	—	—	—	—	—
Селітра	NaN03		1,5-2,0	44,5	46,8	51,2	55,5	59,7	64,5

За природою мінералізатора вирізняють хлор-калієві, хлорно-кальцієві, магнієві, магнієво-калієві та мінералізовані хлоридом натрію бурові розчини.

► П риготування. Перед розкриттям соляних відкладів технічну воду насичують сіллю, що відповідає розбурюваній.

Найпоширенішими соляними відкладами в розбурюваних гірських породах є галіт (NaCl), який як домішку може містити інші мінерали — сильвін (КСІ) і ангідрит (CaS0₄). Як правило, породи містять кілька солей, наприклад, NaCl, KCl, CaSO₄. Швидкість розчинення солевмісних порід у воді в умовах свердловини залежить від концентрації розчиненої солі в буровому розчині і від температури. З підвищенням концентрації солі в буровому розчині швидкість розчинення зменшується.

За ступенем мінералізації бурові розчини бувають слабомінералізовані, мінералізовані і соленасичені, які в свою чергу поділяють на:

• необроблені реагентами-стабілізаторами;

Дата добавления: 2015-07-25