Таблица 10.1. Основные типы промывочных жидкостей, применяемых для бурения скважин в различных геологических условиях
| Тип промывочной жидкости (раствора) | Реагенты | Область применения | Основные особенности | |
| Наименование | Кол-во, кг/м3 | |||
| Техническая вода | - | - | Монолитные устойчивые породы, обладающие высоким сопротивлением размыву при отсутствии горизонтов с высокими пластовыми давлениями. Не следует применять при проходке толщ глин и глинистых сланцев, аргиллитов, алевролитов, солевых отложений. многолетнемерзлых пород, так как промывка водой приводит к разупрочнению пород и возникновению серьезных осложнений,связанных с обвалообразованиями | Низкая вязкость,высокая мгновенная фильтрация, хорошие смачивающие свойства способствуют эффективному разрушению пород, улучшению очистки забоя, снижению гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе и повышению механической скорости бурения |
| Естественные и глинистые суспензии | Частицы разбуриваемых пород (карбонаты, сульфаты, глины, габбро, базальты и др.), глин или глинопорошков до 15—36%, вода пресная или морская, хим. реагенты | Не регламентируется | В начале бурения скважины в сравнительно устойчивом разрезе, сложенном малопроницаемыми породами | В процессе разбуривания малопроницаемых пород технологические свойства регулируются разбавлением водой. При разбуривании проницаемых пород вследствие высокой фильтрации на стенках образуется толстая фильтрационная корка. что приводит к затяжкам и прихватам бурильной колонны. В связи с этим естественные и глинистые суспензии обрабатывают соответствующими химическими реагентами |
|
Обработанные глинистые растворы | ||||
| Гуматный | Глина УЩР Кальцинированная сода |
50—200 30—50 3—5 |
Сравнительно устойчивые разрезы, в которых отсутствуют набухающие и диспергирующиеся глинистые породы (глина, сланцы, аргиллиты, алевролиты) | Высокое пептизирующее действие, интенсивность которого возрастает с увеличением содержания УЩР, что отрицательно сказывается на устойчивости глинистых пород |
| Лигносульфонатный | Глина ССБ УЩР Каустическая сода Пеногаситель |
80—200 30—40 10—20 5—10 5—10 |
Глинистые отложения, гипсы, ангидриты и карбонатные породы | Ингибирующие свойства, высокая глиноемкость и малая чувствительность к минеральной агрессии, но наоборот к жесткости вод |
| Хромлигносульфонатный | Глина Окзил или ФХЛС КССБ Каустическая сода Пеногаситель |
80—200 10—20 30—40 2—5 3—5 |
Глинистые и аргиллитоподобные породы | Устойчивость к загущающему действию разбуриваемых глин вследствие высокой глиноемкости |
|
Эмульсионные | ||||
| На основе эмульсолов и концентратов | Паста кожевенная
эмульгирующая; эмульсолы ЭТ-2, ЭГТ, ЭЛ-4, ЭН-4; Концентраты Ленол-10, Ленол-32, Морозол-2 |
10—50 | Устойчивые монолитные и с
незначительной трещиноватостью породы ЭН-4, Ленол-10, Ленол-32, Морозол-2
используются на объектах с водами любой жесткости; паста кожевенная эмульгирующая, ЭТ-2, ЭГТ, ЭЛ-4 — на объектах с мягкими водами; Морозол-2 — при бурении многолетнемерзлых пород до — 7,4 ºС |
Высокие смазочные свойства |
| Инвертные эмульсии
Эмульсионный известково-битумный раствор(ЭИБР) |
На нефтяной основе:
дизтопливо битум известь барит минерализованная вода |
Вскрытие и освоение продуктивных пластов, неустойчивые глинистые отложения с прослойками калийно-магниевых солей 180—190º | Высокие смазочные свойства, не способствуют набуханию глинистых пород, высокая стабильность свойств | |
| Высококонцентрированный Эмульсионный р-р (ВИЭР) | эмульгатор эмультал |
До 70 ºС с добавкой битума до 3% до 150 ºС | Дополнительно электростабильность, глиноемкость — 20%, показатель фильтрации 0,5, воды в фильтре —0 | |
| Термостойкий инвертно-эмульсионный р-р (ТИЭР) | На основе мыльного олеогеля и на основе порошкообразного эмульгатора эмульсиона ЭК-1 | До 200 ºС | ||
| Инвертные
эмульсии УкргипроНИИ - нефть |
эмульгатор - Украмин |
|||
| УкрНИГРИ Белоруссии | растительные жиры + рассол | |||
|
На основе отходов производства | ||||
| ОГ омыленные гудроны |
Кубовые остатки высших жирных
спиртов, смеси гудронов соапстока и технического жира, отходы производства
ланолина, соапсток, отходы канифольно-экстракциоиного
производства Кальцинированная сода |
20—30
|
Устойчивые монолитные и с незначительной трещиноватостью породы (объекты с мягкими водами) | Высокие смазочные свойства |
|
Полимерные | ||||
| На основе ПАА | ПАА (8%-ный) | 1—30 | Устойчивые монолитные и с незначительной трещиноватостью породы | Высокие флокулирующие свойства. При содержании ПАА 10—30 к г/куб. м чувствительны к обогащению частяцаии пород при разбуривании вдопластвоа глин и сланцев, что приводит к коагулвдиеншдоу загустеванию промывочной жидкости |
| На основе ГПАА | ГПАА
(2%-ный) Кальцинированная сода |
25—100 2—5 |
Породы средней устойчивости, слаботрещиноватые с прослойками глин, сланцев и глиносодержащих отдельностей | Флокулирующие и низкие диспергирующие свойства |
| На основе гипана и сополимера М-14 | с обработкой и др. реагентами | |||
|
Полимерэмульсионные | ||||
| На основе ПАА и эмульсола | ПАА (8%-ный) ЭН-4 или Ленол-32 |
1—5 4—10 |
Устойчивые монолитные и с незначительной трещиноватостью породы (объекты с водами любой жесткости) | Флокулирующие свойства обеспечивают более высокий по сравнению с эмульсионными в полимерными растворами смазочный эффект |
| На основе ПАА и отходов производства | ПАА (8%-ный) Соапсток или отходы канифольно-экстракционного производства Кальцинированная сода |
1—5 20—30 2—5 |
То же (объекты мягкими водами) | То же |
|
Полимербентонитовые | ||||
| На основе ГПАА | Бентонит ГПАА (2%-ный) Кальцинированная сода |
10—30 25—100 2—5 |
Породы с различной степенью трещиноватости средней и слабой устойчивости с зонами нарушений при наличии глин и сланцев и глиносодержащих отдельностей | Высокая мгновенная фильтрация. флокулирующие и псевдопластнчные свойства способствуют повышению эффективности разрушения и очистки забоя, выносу выбуренной породы и выделению ее в отстойниках, снижению гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе |
| На основе М-14 или метаса | Бентонит М-14 или метас Кальцинированная сода |
20—50 1—5 2—5 |
Породы с различной степенью трещиноватости средней и слабой устойчивости, с зонами нарушений, при наличии глин и сланцев и глиносодержащих отдельностей | Высокая мгновенная фильтрация, флокулирующие и псевдопластичные свойства способствуют повышению эффективности разрушения и очистки забоя, выносу выбуренной породы и выделению ее в отстойниках, снижению гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе |
| На основе ПАА с неорганическим стабилизатором | Бентонит ПАА (8%-ный) Жидкое стекло |
10—30 1—5 4—10 |
То же | То же, но в дополнение к этому обладают более высокими флокулирующими и ингибирующими свойствами, а стабилизатор предотвращает коагуляцию суспензий бентонита в присутствии ПАА |
| На основе ПАА с органическим стабилизатором | Бентонит ПАА (8%-ный) |
10—30 1—20 |
То же | То же |
| Силикатный | Глина Жидкое стекло КМЦ |
80—100 20—40 5—10 |
Осыпающиеся породы (сланцы) | Ингибирование обусловлено образованием полисиликатов на поверхности разбуриваемых пород. Ингибирующее действие ниже по сравнению с кальциевыми, калиевыми и алюминизированными растворами |
| Гуматно-силикатный | Глина УЩР Жидкое стекло |
80—100 20—40 20—40 |
То же | То же |
| Ферроакриловый |
Глина |
50—100 1,5—2,5 10—40 |
То же | Повышенные флокулирующие
свойства. Ингибирующее действие обусловлено ионами железа |
| Феррокалиевый | Глина Железо сернокислое Хлористый калий КССБ |
50—100 1,5—2,5 15—25 |
То же | Ингибирование осуществляется ионами железа и калия. Ингибирующее действие выше по сравнению с ферроакриловыми растворами |
| Полимерсолевый | Глина Хлористый натрий КМЦ ГПАА (2%-ный) |
40 50—150 8 25—100 |
То же | Ингибирование осуществляется ионами натрия. Ингибирующее действие выше по сравнению с кальциевыми и ниже по сравнению с калиевыми растворами |
| Гидрофобизирующие на основе кремнийорганической жидкости | Глина или шлам Комплексный реагент (2—3 кг сухого ПА, 40—60 кг кремнийорганической жидкости ГКЖ-11 или петросила) |
20—100 0,5—5 |
Неустойчивые глинистые сланцы разного состава, высококоллоидальные глины и глинистые породы | Ингибирующее действие проявляется в гидрофобизации поверхности глинистых пород кремнийорганическими соединениями |
| На основе мыл жирных кислот | Глина КМЦ, метас или М-14 Мылонафт Алюмокалиевые квасцы Нефть ОП-10 |
30—80 3—5 10—15 1—2 100—150 |
Неустойчивые глинистые сланцы разного состава, высококоллоидальные глины и глинистые породы | Наиболее высокие ингибирующие и флокулирующие свойства. Ингибирующее действие проявляется в образовании на поверхности глинистых пород двойного защитного гидрофобного слоя из алюминиевых мыл |
|
Соленасыщенные | ||||
| Необработанный | Глина Хлористый натрий Каустическая сода Кальцинированная сода |
100—200 255—265 10—20 10 |
Соли без пропластков терригенных отложений | Предотвращает растворение стенок скважин, сложенных солями |
| Стабилизированный | Глина Кальцинированная сода Крахмал, КМЦ или метас ССБ, ОХЛС или КССБ Каустическая сода Хлористый натрий |
80—200
10—20 20—30 10—20 10—20 240—260 |
Соли с пропластками глинистых отложений | Предотвращает растворение стенок скважин, сложенных солями, предупреждает разупрочнение и обвалы глинистых пород |
| Гидрогель магния | Хлорид или сульфат магния
Каустическая сода КМЦ КССБ МИН-1 (минерализатор, включающий в себя хлориды натрия, калия, магния и окись магния) |
280—300
15—20 20—25 30—50 150—250 |
Соленосные (бишофит, карналлит) и терригенные породы, а также «стреляющие» аргиллиты | Пониженная плотность при высокой минерализации. Предотвращает растворение стенок скважин, сложенных солями, предупреждает обвалы глинистых пород |
| Солевые | Хлорид магния и др. соли
Анилис Каустическая сода |
60 40—50 1—2 |
Соленосные и многолетнемерзлые породы |
— |
|
Ингибированные | ||||
| Известковый | Глина УЩР или КМЦ ССБ, ФХЛС или окзил Каустическая сода Известковое молоко (плотность 1100—1120 кг/м ) |
80—200 5—10 20—30 3—5 3—6 |
Высококоллоидные глинистые породы и аргиллиты | Повышенная глиноемкость, уменьшение пептизации выбуренной глины, снижение набухания и вспучивания сланцев, сохранение устойчивости стенок скважины. Ингибирование осуществляется действием ионов кальция |
| Гипсово-известковый | Глина Окзил Известь КМЦ Гипс |
80—200 5—10 2—3 5—10 15—20 |
То же | То же |
| Хлоркальциевый | Глина КССБ КМЦ Хлористый кальций Известь Каустическая сода Пеногаситель |
80—200 50—70 10—20 10—20 3—5 3—5 5—10 |
Аргиллиты и аргиллитоподобные отложения | То же |
| Лигносульфатный
хлоркалиевый |
Глина Хлористый калий КМЦ, М-14 или метас КССБ Гидрат окиси калия Пеногаситель |
50—100 30—50 5—10 30—50 5—10 |
Неустойчивые глинистые сланцы различного состава | Ингибирование осуществляется действием ионов калия, которое выше по сравнению с ионами кальция |
| Хлоркалиевый эмульсионный | Бентонит Хлористый калий КМЦ Гидрат окиси калия Эмульсол ЭН-4 или Ленол-32 |
20 30—50 10 1 20 |
То же | Более высокие смазочные свойства по сравнению с хлоркалиевым раствором |
| Калиево-гипсовый | Глина Окзил или КССБ КМЦ Хлористый калий Гидрат окиси калия Гипс Пеногаситель |
60—150 30—50 5—10 10—30 5—10 10—15 2—3 |
Неустойчивые глинистые сланцы различного состава | Ингибирование осуществляется ионами калия и кальция, в связи с чем ингибирующее действие выше по сравнению с хлоркалиевым и хлоркальциевым растворами |
| Алюминизированный | Глина Сульфат алюминия Окзил КМЦ, метас или М-14 Каустическая сода |
60—150 3—5 10—30 3—5 1—3 |
Аргиллиты и малоувлажненные (10% влаги) высококоллоидные глины | Ингибирование осуществляется гидроокисью алюминия, которая образуется из солей алюминия в щелочной среде раствора |
| Алюмокалиевый | Глина Алюмокалиевые квасцы Гидрат окиси калия Окзил Метас или М-14 Каустическая сода Крахмал КМЦ ПАА (8%-ный) |
60—150 3—5 1—3 20—30 3—5 20 10—15 15 1—5 |
Аргиллиты, высококоллоидальные глины, глинистые сланцы | Ингибирование осуществляется ионами калия и гидроокисью алюминия, в связи с сравнению с калиевыми и алюминизированными растворами |
|
Утяжеленные | ||||
| Карбонатный | Мергель, известняк, доломит, сидерит | Бурение скважины в условиях обвалов ее стенок, водо- и газопроявлений | Утяжелитель вводится в необработанные или обработанные глинистые растворы в количестве, необходимом для утяжеления их до требуемой плотности | |
| Баритовый | Барит (плотность 2650—3900 кг/м3) | То же | ||
| Железистый | Гематит, магниетит (плотность 480 кг/м3) Ильменит (плотность 4790—5300 кг/м3) | То же | ||
| Аэрированные пены | Пенообразующий ПАВ (ОП-7, ОП-10,
сульфонол, некаль, прогресс и др.) Стабилизатор (КМЦ, ПАА, ПВС) Электролиты (фосфаты, хлористый натрий) |
0,5—50
0,2—0,75 0,1—0,5 |
Бурение скважин в твердых породах, в условиях поглощений, при разбуривании многолетнемерзлых пород. Непригодны для использования при разбуривании склонных к обвалообразованиям пород | Предупреждает поглощения и растепление многолетнемерзлых пород, способствует повышению механической скорости бурения |
| Воздух | Сухие разрезы, представленные породами, не склонными к обвалообразованиям. Кроме того, породы, склонные к слипанию, набуханию или разрушению при контакте сводой (глины, соли, слабосцементированные пески) в тех случаях, когда разрез сухой. Целесообразно применять в районах, гдезатруднено водоснабжение | Обеспечивает высокую скорость бурения, хорошую очистку ствола скважины | ||
| Самораспадающиеся | На основе крахмала и амилосубтилина при этом крахмал — 5%, амилосубтилин —0,5—0,11, а также на основе КМЦ и ферментов | Не снижает проницаемость горных пород; не загрязняет подземные воды, т. е. не оказывает химического и бактериологического воздействия на них | ||
| Жидкие углеводороды | Керосин и беспарафинное дизельное топливо арктических сортов | В мерзлых породах и сплошных лидах; влагонасыщенных слабосвязанных породах | Незамерзающие промывочные жидкости, а также агенты — хладоносители для замораживания | |
