Промывочные жидкости и растворы - МЕЛОВЫЕ РАСТВОРЫ

МЕЛОВЫЕ РАСТВОРЫ

 

Меловые растворы представляют собой группу растворов различного целевого назначения, в которых основной компо­нент твердой фазы — мел.

В процессе бурения водорастворимых неглинистых отложе­ний, при вскрытии минерализованных подземных вод в глинис­том растворе всегда происходит сложное физико-химическое взаимодействие глинистой фазы с дисперсионной средой, в ре­зультате чего качество раствора ухудшается вплоть до гидро­фобной коагуляции твердой фазы. Интенсивность этих про­цессов часто настолько велика, что химическая обработка гли­нистых растворов оказывается неэффективной. Меловые раст­воры в таких условиях, выполняя все функции промывочных жидкостей, оказываются более устойчивыми.

Меловой порошок не дает в воде агрегативно устойчивой суспензии вследствие недостаточной гидратации поверхности. Стабилизация водной суспензии мела достигается введением 15% таких реагентов, как КССБ, ССБ, УЩР, 1—2% полимеров и ряда других веществ. Так как дисперсность мела меньше, чем дисперсность глин, и в процессе бурения она практически не изменяется, при использовании в качестве стабилизаторов лигносульфонатов необходимо вводить структурообразователь. Обычно это 0,5—2% жидкого стекла, но иногда добавляют 4— 5% (от массы мела) глинопорошка. Полимеры стабилизируют и структурируют меловой раствор.

Особенность меловых растворов — небольшая вязкость при значительной плотности. Можно получить легко перекачивае­мые меловые растворы полностью 1,5—1,6 г/см3 без обработки понизителем вязкости. На рис. 40 показан характер изменения условной  вязкости  с ростом  плотности  для  мелового  (кривая 1) и глинистого (кривая 2)растворов из дружковской каолиновой глины.

 

clip_image006

 

При бурении в поглощаю­щих горизонтах в меловые растворы вводят глину (до 50% твердой фазы). Такие растворы получили название глинисто-меловых, они обла­дают повышенными вязкостью и статическим напряжением сдвига.

Меловые растворы приме­нительно к конкретным усло­виям обрабатываются теми же реагентами, что и глинистые растворы, примерно в таком же соотношении и таком же порядке. В зависимости от состава они могут быть кальцие­выми и высококальциевыми, известковыми, эмульсионными, силикатными, когда содержание жидкого стекла увеличивается до 10%. Параметры мелового раствора определяются его хими­ческим составом.

По назначению  меловые  растворы   классифицируются  сле­дующим образом.

1.   Растворы для  нормальных геологических условий:  мело­вые растворы плотностью    1,2—1,26 г/см3 с обычной обработ­кой защитным коллоидом.

2.   Растворы для бурения в осыпающихся аргиллитах и глинистых сланцах.  Сюда  относятся  кальциевые,  высококальцие­вые и силикатно-меловые растворы.

3.    Растворы для бурения в ангидритах и мелах — эмульси­онные меловые и известковые меловые растворы.

4.    Растворы для вскрытия высоконапорных горизонтов — ме­ловые растворы плотностью до 1,6 г/см3.

5.   Меловые растворы для бурения в поглощающих горизонтах — глинисто-меловые.

Меловые растворы готовят из порошкового или комового мела в ФСМ или глиномешалках. Несмотря на низкую механи­ческую прочность, мел диспергируется значительно хуже, чем глина, вследствие чего на приготовление мелового раствора требуется примерно в 2 раза больше времени, при этом разме­ры частиц мела имеют значительно большие размеры, чем час­тицы глины. В меловом растворе фракция размером менее 0,01 мм составляет всего 50—85%. Обрабатывать меловую суспензию реагентами следует после полного размешивания мела.

При необходимости меловые растворы аэрируются одним из методов, описанных выше.