Буровые растворы — это специализированные смеси, применяемые при разработке нефтяных и газовых месторождений. Их основная задача – обеспечение эффективного бурения скважин.
Эти растворы выполняют множество функций, включая очистку оборудования и труб от бурового шлама, контроль давления пласта, стабилизацию стенок скважины и оптимизацию физико-химических параметров буровой среды. Состав раствора подбирается индивидуально для каждого месторождения, учитывая геологические особенности и технологические требования.
Растворы для промывки скважинных стволов
Очистка бурового оборудования и трубопроводов осуществляется с помощью специально разработанных буровых растворов. Эти сложные смеси, включающие множество компонентов, подразделяются на три основных типа: эмульсионные, аэрационные и суспензионные. Выбор типа раствора зависит от конкретных условий бурения.
Вместо традиционных нефтепродуктов, в систему вводится буровой раствор, который циркулирует по трубам и оборудованию. Его действие основано на мягком, щадящем удалении отложений породы со стенок. Это достигается за счет физико-химических свойств раствора, которые обеспечивают эффективное очищение без повреждения поверхностей.
Благодаря бережному воздействию бурового раствора, удаление остатков породы происходит без механического или химического повреждения оборудования. Это существенно увеличивает срок его службы и снижает затраты на ремонт и замену.
Растворы для бурения
В момент бурения также используются растворы — на водной основе. В них добавляют содержащие углеводород вещества, например, известняк, битум или инертные эмульсии. При бурении в районе хемогенных отложений рецептура раствора будет включать гидрогели — вещества, насыщенные солями.
Иногда бурение производится в районах, где высокий риск обвала. Тогда применяются растворы-ингибиторы. При работе в условиях высоких температур добавляются растворы на основе различных глин — они обладают повышенной термоустойчивостью. Если наблюдается высокое пластовое давление, используются утяжеленные буровые растворы.
Характеристики буровых растворов
В зависимости от основы и добавочных компонентов можно получать буровые растворы со следующими переменными характеристиками:
- вязкость,
- плотность,
- напряжение сдвига,
- водоотдача.
Плотность растворов может изменяться в пределах 1-2,5 тыс. кг/кубометр. Для ее измерения используется ареометр.
Вязкость можно изменять при помощи вискозиметра. Если его нет, определяют условную вязкость, для чего измеряют время прохождения раствора через воронку.
Для определения параметра водоотдачи буровой раствор пропускают через фильтрующую установку, а затем измеряют объем выделившегося фильтрата.
Характеристики буровых растворов постоянно проверяются, и это делается на месте, непосредственно перед началом буровых работ. При необходимости в них вводят различные присадки для корректировки и получения нужных показателей.
Изменение характеристик растворов
Регулирование свойств бурового раствора достигается добавлением различных реагентов. Для снижения водоотдачи используются сульфитно-спиртовая барда, углещелочные материалы и целлюлоза.
Понижение вязкости обеспечивается фосфатами, полифенолом и нитролигнином. Увеличение плотности и стабилизация раствора при высоком давлении достигается за счет добавления утяжелителей, таких как гематит, барит и мел.
Снижение трения обеспечивается смазочными добавками на основе гудрона, нефти и графита, а также за счет аэрации или применения пенообразователей. Противопенные свойства раствору придают резиновая крошка, спирты или кислоты.
Стабильность параметров раствора при высоких температурах поддерживается антиоксидантами, например, хроматами натрия или кальция.
