Типи промивальних рідин

При обертальному бурінні промивання є основним способом очищення вибою, охолодження породоруйнівного інструменту і запобігання обвалювання стінок свердловин.

Для промивання свердловин застосовують технічну воду, глинисті розчини і спеціальні види промивальних рідин для буріння в складних умовах.

При використанні води поліпшується очищення вибою свердловини, що сприяє підвищенню ефективності його руйнування. Разом з тим вода порушує зв’язність більшості порід, що містять глинисті матеріали, викликаючи обвали стінок свердловини, а при бурінні тріщинуватих і пористих порід вона поглинається у великих кількостях. Тому технічна вода застосовується при бурінні стійких, нерозмивних і порід, що не розчиняються.

Глинисті розчини

Глинисті розчини широко застосовуються при бурінні пухких, сипучих та інших нестійких порід, схильних до обвалів і поглинання. Глинистий розчин являє собою колоїдно-суспензійну систему, що складається з частинок глини розміром 0,0001–0,1 мм і води. Основна властивість його – здатність при відсутності зовнішніх сил перетворюватися в малорухому драглеподібну масу, називану гелем. Це дозволяє утримувати частинки розбурених порід у зваженому стані. Додаток зовнішньої сили до розчину викликає його перехід у рухливу рідину. Здатністю драгліти володіє розчин, глинисті частинки якого добре змочуються водою, тобто володіють гідрофільністю.

Продукти руйнування порід, що знаходяться в такому розчині, виявляються у зваженому стані. Таким чином, міцність структури розчину при припиненні його циркуляції забезпечує чистоту вибою і захищає буровий снаряд від прихвату буровим шламом.

Якість промивальних рідин визначається такими параметрами: густиною, в’язкістю, водовіддачею, товщиною глинистої кірки, стабільністю, вмістом піску, статичною напругою зсуву, добовим відстоєм і водневим показником.

Геолого-технічні умови проходки свердловин викликають необхідність регулювати властивості розчинів з метою забезпечення високої продуктивності і швидкої ліквідації ускладнень. Для цього розчини обробляють хімічними реагентами. За характером дії останні поділяються на електроліти, захисні колоїди і поверхнево-активні речовини (ПАР).

Електроліти, діючи на розчин, змінюють у ньому концентрацію іонів, від якої залежить електричний заряд глинистих частинок і товщина іонних оболонок, що їх оточують. Це приводить до зміни структурних властивостей розчину. Нижче наведені деякі найбільш розповсюджені електроліти:

кальцинована сода (Na₂CO₃), каустична сода (NaOH), рідке скло (Na₂О; SiО₂) кухонна сіль (NaCl), тринатрійфосфат (Na₃PO₄), вапно (СаО) та інш.

Захисні колоїди при додаванні в промивальну рідину створюють на поверхні глинистих частинок захисний шар, що запобігає їхнє злипання і коагуляцію. Нижче наведені найбільш розповсюджені захисні колоїди: вуглелужний (ВЛР) і торфолужний (ТЛР), карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), сульфітно-спиртова барда (ССБ), гідролізований поліакрилонітрит (гіпан) та інш.

Поверхнево-активні речовини (ПАР) мають здатність адсорбуватися в промивальних рідинах на поверхнях розділення фаз у вигляді тонких шарів, знижуючи поверхневий натяг. При цьому підвищується змочувальна здатність, активно змінюється взаємодія між твердою і рідкою фазами розчину.