Строительство скважин - Классификация промывочных жидкостей

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

 

 

Классификации облегчают выбор промывочной жидкости при бурении. При этом определяющим моментом должны служить характерные признаки раствора и условия его применения. Единой приемлемой во всех отношениях классификации промывочных жидкостей нет. Сложность заключается в том, что некоторые промывочные жидкости представляют собой дисперсные системы уже в исходном виде, другие можно относить к дисперсным системам лишь после циркуляции в скважине. Дисперсная фаза таких жидкостей представлена частицами разбуриваемых горных пород. Причем в ряде случаев стремятся увеличить содержание этой твердой фазы и ее дисперсность для получения промывочной жидкости с другими свойствами.

 

В промывочных жидкостях, которые уже в исходном виде представляют собой дисперсные системы, в процессе бурения изменяется состав дисперсной фазы. Нередко это изменение про- исходит не столько за счет увеличения количества компонентов, сколько вследствие активного физико-химического воздействия поступающих в жидкость частиц с дисперсионной средой. Для поддержания качества промывочной жидкости в нее добавляют так называемые химические реагенты, в дисперсной системе появляются новые компоненты.

 

В практике разведочного бурения в качестве исходных промывочных жидкостей используются:

 

1) вода;

 

2) водные растворы;

 

3) водные дисперсные системы на основе:

 

      добываемой твердой фазы (глинистые, меловые, сапропелевые, комбинированные растворы);

 

      жидкой дисперсной фазы (эмульсии);

 

      конденсированной твердой фазы;

 

      выбуренных горных пород (естественные промывочные жидкости);

 

4) дисперсные системы на углеводородной основе;

 

5) сжатый воздух.

 

В исключительных условиях для промывки скважин используются углеводородные жидкости (дизельное топливо, нефть);

 

Все дисперсные системы с твердой фазой могут быть с малым (до 7%), нормальным (до 20 – 22%) и повышенным содержанием (более 20 – 22%) твердой фазы.

 

Промывочные жидкости в определенных условиях искусственно насыщаются воздухом и переходят в категорию аэрированных. В воде и водных растворах воздух в зависимости от его Содержания может выступать в качестве дисперсной фазы или дисперсионной среды. В последнем случае промывочные жидкости называют пенами.

 

Промывочные жидкости с водной средой делятся по степени и составу минерализации. По степени минерализации промывочные жидкости могут быть: 1) слабоминерализованными (менее 3%), 2) среднеминерализованными (3 – 10%), 3) высокоминерализованными (более 10%). По составу минерализации они классифицируются в соответствии с названием соли, содержание которой является наибольшим – хлорнатриевая, хлоркальциевая, силикатная и т. д. Промывочные жидкости могут быть устойчивыми к действию солей и неустойчивыми. В первом случае их называют солеустойчивыми.

 

По особенностям поведения в условиях повышенных забойных температур промывочные жидкости делятся на термоустойчивые и термонеустойчивые. Они могут быть термосолеустойчивыми.

 

Все промывочные жидкости делятся на обработанные химическими реагентами и необработанные.

 

По назначению промывочные жидкости подразделяются на:

 

1) жидкости для нормальных геологических условий бурения (вода, некоторые водные растворы, нормальные глинистые растворы);

 

2) жидкости для осложненных геологических условий бурения.

 

По основному эффекту, достигаемому химической обработкой, промывочные жидкости для осложненных условий бурения можно подразделить на ингибированные, в которых структурообразование приостановлено на определенном уровне; солестойкие; термостойкие.

 

По способу приготовления промывочные жидкости бывают:

 

1) естественные;

 

2) искусственно приготовленные.

 

К первым относятся вода, углеводородные жидкости и промывочные жидкости, получаемые в процессе бурения за счет постепенного образования дисперсной фазы из разбуриваемых пород, ко вторым – все остальные.

 

Наибольшее распространение в качестве промывочных жидкостей получили глинистые растворы. В целом их можно разделить на две группы:

 

1) нормальные;

 

2) специальные.

 

К нормальным относятся растворы, не обработанные реагентами. Глинистые растворы, обработанные реагентами с целью направленного регулирования свойств применительно к конкретным геологическим и технологическим условиям, объединяются в специальные. Они получают название либо по наименованию основного активного компонента (ингибированные растворы – хлоркальциевые, ферросульфатные и т. д.), либо по технологическому названию (утяжеленные, растворы с противоморозными добавками и т. д.), либо по виду дисперсной системы (эмульсионные, аэрированные) .

 

Часто в промывочную жидкость вводят добавки специального назначения (смазывающие, пластифицирующие, эмульгирующие и т. д.). Как правило, добавки имеют многофункциональное действие. Это приводит к тому, что промывочные жидкости одного и того же состава в зависимости от того, какая в данных геологических условиях функция является главной, могут по назначению относиться к различным типам, что еще более усложняет их классификацию.

 

Классификация промывочных жидкостей по составу приведена на рис