 |
С водной дисперсионной средой
|
|
|
|
Безглинистые и малоглинистые
Промывочные жидкости
Самой простой промывочной жидкостью является вода. Приготовления такой жидкости и регулирования ее параметров не требуется. Применение воды ограничено геологическими условиями. Отсутствие у воды структурных свойств и способности к коркообразованию требует специальной технологии использования. В условиях, когда недопустимо применение воды, можно использовать безглинистые и малоглинистые промывочные жидкости. Необходимые свойства таким промывочным жидкостям придаются путем химической обработки, например, добавлением раствора жидкого стекла, обеспечивающего накопление дисперсной фазы и создание в ней структуры. Для облегчения диспергирования частиц породы повышают величину рН раствора с помощью едкого натра NaOH и кальцинированной соды Na2CO3, которая связывает ионы кальция и стабилизирует дисперсную систему.
Водный раствор жидкого стекла плотностью 1,5 г/см3 добавляют в циркулирующую воду в количестве от 1 до 4-5 %, соду добавляют до получения рН = 7,5, а NaОН – в количестве 0,1-0,2 % (чем больше его введено, тем легче накопить выбуренную породу и создать нужную структуру). Такая обработка снижает величину водоотдачи до 20-30 см3. Большее снижение водоотдачи достигается добавлением реагентов понизителей водоотдачи, например, УЩР.
При недостаточном содержании высокодисперсных составляющих в промывочной жидкости такое снижение водоотдачи невозможно. В этом случае в промывочную жидкость добавляют небольшое количество глины. Глину добавляют в сухом виде непосредственно в циркуляционную систему. При отсутствии высококоллоидной глины можно применить местную – комовую. Из нее готовят в глиномешалке возможно более густой, но достаточно подвижный раствор и добавляют его в циркулирующую промывочную жидкость.
|
|
|
При больших объемных расходах УЩР, а также при минерализации промывочной жидкости необходимо применение более эффективных и солестойких реагентов (КМЦ или крахмал).
Глинистые растворы и их компонентный состав
Простейший глинистый раствор представляет собой взвесь диспергированной глины в воде. Состав и качество его определяются составом и качеством дисперсной фазы и дисперсионной среды. В качестве основной дисперсионной среды используется вода.
В дисперсной фазе глинистого раствора по степени дисперсности различают следующие частицы:
· элементарные глинистые пластинки – "большие молекулы";
· первичные глинистые частицы, представляющие собой пачки элементарных пластинок;
· агрегаты из первичных глинистых частиц;
· высокодисперсные частицы минералов, находящиеся в глине в качестве механических примесей;
· песок, состоящий из частиц кварца и других инертных пород, а также из крупных нераспустившихся комочков глины.
Первые три группы составляют коллоидную, наиболее активную фракцию в глинистом растворе. Частицы четвертой группы можно считать активными наполнителями глинистого раствора, так как они способствуют увеличению его структурно-механических свойств и могут быть центрами структурообразования для коллоидных фракций. Частицы пятой группы относятся к категории механических нежелательных примесей.
В процессе бурения в дисперсную фазу поступают частицы разбуриваемых пород. Характер их воздействия на состав и качество глинистого раствора будет определяться дисперсностью и химическим составом и может быть положительным и отрицательным.
Состав дисперсионной среды глинистого раствора определяется:
· электролитами, содержащимися в воде, на которой приготовлен раствор;
|
|
|
· ионами, переходящими в жидкую фазу из глины при приготовлении раствора;
· веществами, добавленными при приготовлении глинистых растворов.
В процессе бурения состав дисперсионной среды во многом обуславливается:
· солями минерализованных пластовых вод, попадающих в раствор при бурении скважины;
· ионами из обломков разбуриваемых пород, растворяющихся в жидкой фазе раствора;
· интенсивностью взаимодействия химических веществ, находящихся в дисперсионной среде, с веществами, поступающими в раствор при бурении.
Глинистый раствор характеризуется глиноемкостью. Глиноемкость представляет собой максимальное содержание глинистой фазы, при котором буровой раствор сохраняет заданную консистенцию. Этот показатель характеризует коллоидальность глины и эффективность химической обработки, являясь одним из важнейших критериев разжижения глинистого раствора. Глиноемкость – функция нескольких факторов: гидрофильности твердой фазы; содержания электролитов, реагентов-понизителей вязкости и защитных коллоидов; температуры и др. Высокая глиноемкость характеризует низкую коллоидальность твердой фазы. Определяющий фактор течения растворов с низкой коллоидальностью твердой фазы – вязкое сопротивление при сравнительно невысоких значениях прочности структур. Здесь уже небольшие добавки воды резко снижают эффективную вязкость. Малая глиноемкость свойственна растворам с коллоидно-активной фазой. Главный фактор, определяющий их консистенцию – прочность возникающих структур. В этом случае разжижение достигается путем уменьшения числа коагуляционных контактов в единице объема в результате разбавления водой или ослабления их прочности обработкой реагентами-стабилизаторами.
Особенности строения кристаллической решетки
|
|
|
