Дисперсные системы и промывочные жидкости - 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. Единственной 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 про­исходит 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 термосолеустой-чивыми.

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. 9.