Полимерглинистые (полимербентонитовые) промывочные растворы рекомендуются при колонковом алмазном бурении. Полимербентонитовые промывочные жидкости с негидролизованным полиакриламидом и бентонитовым глинопорошком (качественной местной комовой глиной) целесообразно использовать при скоростном бурении в монолитных с незначительной трещиноватостью, устойчивых, не содержащих глин горных породах, полимербентонитовые промывочные растворы с гидролизованным полиакриламидом и бентонитовым глинопорошком (качественной местной ко-

мовой глиной) применяют при бурении в трещиноватых, средне- и слабоустойчивых горных породах, включающих глиносодержащие разновидности, а также в зонах тектонических нарушений.

Полимерглинистые (полимербентонитовые) растворы содержат: глину (бентонит) 2–5 %, полимер 0,1–0,5 % и химические реагенты, вводимые избирательно. Пример параметров полимербентонитовой ПЖ: ρ = 1,02÷1,05 г/ см³, Т = 24÷28 с, В = 6÷8 см³ за 30 мин, К<0,5 мм.

В качестве реагентов стабилизаторов применяются вещества: карбоксиметилцеллюлозные (КМЦ) разной степени полимеризации, реже крахмальные реагенты,и как было названо выше – полиакриламиды, гидролизованный полиакрилонитрил и др.

г) Естественные (глинистые) растворы. Образуются при бурении глиносодержащих, аргиллит-алевролитовых пород за счет поступления в ПЖ тонкодисперсного шлама глин. Имеют по сравнению с «нормальными» глинистыми растворами повышенную плотность, водоотдачу, абразивность. Обработкой химическими реагентами и стабилизаторами, а также механической очисткой приводятся к параметрам «нормальных» и утяжеленных до плотности 1,3÷1,35 г/ см³ глинистых растворов. Расход реагентов на стабилизацию таких ПЖ выше, чем при приготовлении «нормальных» глинистых ПЖ из качественных глинопорошков.

Безглинистые ПЖ

Промывочные жидкости, содержащие в качестве твердой фазы неглинистые вещества и материалы, наиболее применимы при вскрытии водо-, нефте-, газоносных горизонтов, где они обеспечивают восстановление проницаемости продуктивных пластов при освоении скважин.

По составу твердой фазы ПЖ могут называться

а) меловые ПЖ (твердая фаза – мел);

б) известковые, известково-битумные (известь, битум);

Солестойкие ПЖ

Солестойкие ПЖ применяют при разбуривании соленосных отложений или при чередовании пластов соли с пропластками терригенных отложений. Эти растворы позволяют предотвратить (полностью или частично) образование значительных каверн, пластическое течение солей, осыпи терригенных прослоев, осаждение соли в желобах, снижение выхода керна и др.

---

а) Солестойкие глинистые растворы готовят на основе нормальных глинистых растворов, обработанных химическими реагентами. По степени минерализации глинистые растворы подразделяются на слабоминерализованные (1–3 % хлористого натрия), минерализованные (3–10 % хлористого натрия) и высокоминерализованные (> 10 % хлористого натрия).

При содержании солей до 1–1,5 % глинистые растворы обрабтывают любыми реагентами – понизителями водоотдачи и понизателями вязкости. При большей степени минерализации следует применять солестойкие стабилизаторы КМЦ-500, КМЦ-700, крахмальные реагенты и др.

Эмульсионные ПЖ

ПЖ, содержащие кроме водной фазы обычно углеводородную жидкость (нефть, дизтопливо и т.п.). Как правило это структурированные (стабилизированные) глинистые ПЖ, содержащие эмульгированные в ней нефть или другие добавки. Реже применяют «инвертные» эмульсии – ПЖ, в которых дисперсионной средой является углеводородная жидкость, а дисперсной фазой – вода .Твердой дисперсной фазой в инвертных эмульсиях является гидрофобизированный глиноматериал,известь. Соответственно в физико-химии их называют эмульсиями первого и второго рода.

Аэрированные ПЖ

ПЖ, которые аэрируют, в основном, для снижения их плотности в зонах поглощений. При бурении на нефть может осуществляться газирование ПЖ нейтральными невзрывоопасными газами: азот, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания и т.д.

Солевые растворы

Применяют при бурении в многолетнемерзлых породах, теряющих устойчивость при оттаивании, в отложениях солей и сильно заиленных глинах. Эти растворы представляют собой техническую воду с добавлением солей хлористого натрия, хлористого кальция и хлористого магния в концентрациях, подобранных в соответствии с температурой пород, слагающих стенки скважин или содержания в разрезе солей.

В практике бурения скважин в северных широтах встречаются два основных типа мерзлых пород: мерзлые сухие породы, не содержащие в свободном состоянии воды и льда, и льдистые мерзлые породы, содержащие в порах, трещинах и кавернах свободную воду или лед. Основное условие эффективного бурения скважин в таких условиях – использование промывочной жидкости, имеющей температуру замерзания, близкую к температуре мерзлых пород, но всегда на 2–3 ⁰С выше. При температуре мерзлых пород до –2

---

⁰С температура замерзания закачиваемой в скважину жидкости должна находиться в пределах 0–2 ⁰С, при температуре пород до –5 ⁰С – в пределах от –0,5 до –1,5 0С и при температуре ниже –5 ⁰С – в пре-

делах от –2 до –2,5 ⁰С.

Классификация реагентов для регулирования свойств буровых промывочных жидкостей

Химическая обработка БПЖ имеет важнейшее значение в технологии их приготовления и применения. От правильного выбора материалов и реагентов для приготовления бурового раствора в значительной степени зависит успех и качество строительства скважин.

Химические реагенты служат: для придания буровым растворам не-обходимых технологических свойств в процессе их приготовления, т.е. для получения буровых растворов, соответствующих геолого-техническим условиям бурения скважин; для защиты используемых буровых растворов от окружающих воздействий: шлама выбуренных пород, температур, давлений, агрессии пластовых флюидов и т.д.; для восстановления или под-держания в заданных пределах свойств буровых растворов в процессе бурения.

Первыми химическими реагентами, которые в мировой буровой практике начали применяться с 1929 года, были каустическая сода (едкий натр, гидроокись натрия) – NaOH и алюминат натрия (Na2Al2O3). Они предназначались для повышения вязкости и статического напряжения сдвига буровых растворов с целью предупреждения осаждения в них частиц утяжелителя.

В России химические реагенты начали использовать в бурении в сороковых годах. Первыми отечественными реагентами являются УЩР и ТЩР, предложенные В.С. Барановым и З.П. Букс в 1934 году (по другим источникам – в 1938 г.).

В 1994 году 98 фирм США выпускали материалы и химические реагенты для буровых растворов свыше 1900 наименований .

Поэтому возникает необходимость в классификации химических реагентов. Их классифицируют по: составу, химической природе, назначению, солестойкости, термостойкости.

Характер действия реагента зависит от вида твердой фазы, от характера дисперсионной среды, от условий минерализации, температуры и давления. Наиболее целесообразно классифицировать реагенты по составу и назначению (по Ивачеву):

- неорганические (электролиты),

- органические (стабилизаторы и защитные коллоиды).

К.Ф. Паус классифицировал химические реагенты для БПЖ по химическому составу и строению молекул, по термостойкости, солестойкости, и назначению следующим образом:

---

1) По химическому составу и строению молекул:

а) низкомолекулярные неорганические соединения:

-кальцинированная сода Na2CO3, каустическая сода NaOH, поваренная соль NaCl, жидкое стекло (силикаты калия или натрия) K2OSiO2, известь Ca(OH)2, цемент, углекислый барий BaCO3, фосфаты (соли фосфатов, кислоты).

б) высокомолекулярные органические соединения с глобулярной формой молекул: гуматные (УЩР, ТУЩР, ПУЩР), лигносульфонаты (ССБ, КССБ, окзил, ПФЛХ).

в) высокомолекулярные органические соединения с волокнистой или цепочкообразной структурой молекул: реагенты на основе КМЦ (CЭЦ, ОЭЦ, КМОЭЦ, SinFix), реагенты полиакрилаты (ПАА, МЕТАС, гипан, K-4, K-9), крахмальные реагенты (C6H10O5)n, биополимеры (XC, XCD, Kem-X, Kel-zan).

г) низкомолекулярные органические соединения с гидрофильной или органофильной частями (ОП-10, УФ7).

2) По солестойкости реагентов:

а) не солестойкие до 3% NaCl (фосфаты, гуматы, лигнины и т.д.),

б) ограниченно солестойкие 3 – 10 % NaCl,

в) солестойкие по NaCl более 10 % (лигносульфонаты, КМЦ, его производные, крахмал, полиакрилаты и т.д.),

г) не солестойкие к действию поливалентных катионов (некоторые лигносульфонаты, сульфатоэтилцеллюлоза, сульфированные полиакрилаты).

3) По термостойкости реагентов:

а) не термостойкие (фосфаты до 100 ⁰С, природные аминовые продукты до 120 ⁰С, крахмал, КМЦ-300 и менее),

б) ограниченно термостойкие (лигнин, ССБ, КМЦ-500, КМЦ-600, сунил и т.д. до 160 ⁰С),

в) термостойкие (гуматы, КССБ, КМЦ-600 и более до 130 ⁰С С, некоторые полиакрилаты, ФХЛС, окзил до 200 ⁰С).

4) По назначению:

а) регулирующие ионный состав раствора и РН- среды,

б) реагенты бактерициды,

в) связывающие (удаляющие) ионы Ca2+ из б.р.,

г) ингибиторы глин и глинистых сланцев,

д) коагулянты (в том числе и избирательного действия),

е) понизители вязкости (разжижители),

ж) понизители водоотдачи и фильтрации,

з) пеногасители,

и) эмульгаторы,

й) предупреждающие кавернообразование,

к) сохраняющие проницаемость продуктивного горизонта,

л) понизители твердости горной породы,

м) улучшающие смазывающие и противоизносные свойства.

Большинство существующих классификаций регентов можно упростить: разбив их на 3 группы:

1) Реагенты структурообразователи (без существенного изменения плотности бурового раствора),

2) Реагенты - стабилизаторы направленного действия (изменяют требуемые технологические параметры или свойства без изменения других свойств),

3) Реагенты специального назначения.

---

Некоторые ученые объединяют все химические реагенты в восемь групп:

1. Полисахариды – естественные (природные) полимеры, имеющие общую химическую формулу – (C6H10O5)n. Важнейшими полисахаридами являются крахмал и целлюлоза. Сырьем для производства крахмала служат картофель, кукуруза, рис, пшеница, а целлюлозы (Ц) – древесина (40 - 55 % Ц) и волокна хлопковых семян (95 - 98 % Ц).

Основные реагенты этой группы: крахмал; модифицированный крахмал (МК); карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ - 500, 600, 700) и ее зарубежные аналоги FINOGELL, FIN-FIX и др.; КМЦ марки «Торос-2» - буровая.

2. Акриловые полимеры – синтетические полимеры, являющиеся продуктами нефтехимии.

Основные реагенты этой группы: гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), а также его аналоги: отечественные (гивпан-Н, порошкообразный акриловый полимер – ПАП, полимер «Унифлок») и зарубежные (CY-PAN); НР-5 (нитронный реагент); полиакриламид (ПАА) и его зарубежные аналоги: DK-DRIL, Cydril – 5110, 400, 5300; метас, метасол; сополимер М-14ВВ; лакрис 20.

3. Гуматные реагенты – натриевые или калиевые соли гуминовых кислот, получаемые экстракцией из бурого угля или торфа в присутствии щелочи (NaOH, KOH): углещелочной реагент (УЩР); торфощелочной реагент (ТЩР); гуматнокалиевый реагент (ГКР).

4. Лигносульфонаты (сырьем для их получения служат многотоннажные отходы производства целлюлозы сульфитной варкой древесины): сульфитно-спиртовая барда (ССБ); конденсированная сульфитно-спиртовая барда (КССБ); феррохромлигносульфонат (ФХЛС); хромлигносульфонат (окзил).

5. Реагенты на основе гидролизного лигнина (сырьем для их получения служит гидролизный лигнин, который является отходом при производстве спирта из древесины, подсолнечной лузги, кукурузных кочерыжек, хлопковой шелухи и др.): нитролигнин (НЛГ); игетан.

6. Электролиты - кислоты, соли и основания (щелочи): NaOH – гидроокись натрия (едкий натр, каустическая сода); Na2CO3 – карбонат натрия (кальцинированная сода); КОН – гидроокись калия (едкий калий); Ca(OH)2 – гидроксид кальция (гашеная известь); CaCl2 – хлористый кальций; KCl – хлористый калий; жидкое стекло натриевое Na2O·nSiO2 и калиевое К2O·nSiO2; KАl(SO4)2 – алюмокалиевые квасцы; нитрилотриметилфосфо-новая кислота (НТФ) и др.

7. Кремнийорганические жидкости – синтетические полимеры, содержащие в макромолекуле атомы кремния и углерода: ГКЖ-10 (11); Петросил – 2М.

---

Смотрите также файлы

• Планконспект проведения занятия по специальной подготовке с подгруппой 2 учебной группы 4 учебной группы 3.doc

• Юношеский возраст.docx

• "Опухоли слюнных желез. Тактика хирургического лечения.".pdf

• Допускаю к защите.docx

• Плотность жидкости это.docx