Буровые растворы — это специальные смеси, которые используются в местах разработки месторождений нефти и газа. Они выполняют широкий спектр задач, начиная очисткой скважинного оборудования и трубопроводов и заканчивая изменением физико-химических показателей рабочих сред.
Обычно буровые растворы приготавливаются непосредственно на месте разработки с учетом выдвинутых требований.
Растворы для промывки скважинных стволов
Для очистки бурильного оборудования и трубопроводной системы используются сложные буровые растворы, состоящие из множества компонентов — они делятся на эмульсионные, аэрационные и суспензионные.
Буровой раствор вводится в систему и циркулирует в ней вместо нефтепродуктов. Он воздействует на осадок на стенках труб и агрегатов и помогает мягко удалять остатки породы. В результате осадок удаляется, при этом нет физического или химического воздействия на оборудование, а значит, продлевается срок его эксплуатации.
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
Для уменьшения водоотдачи в рецептуру вводятся сульфитно-спиртовые, углещелочные материалы, а также целлюлозу.
Для снижения вязкости добавляются фосфаты, полифенол, нитролигнин.
Для стабилизации растворов при работе под высоким давлением добавляются гематит, бармит, мел и другие утяжелители.
Для более эффективного уменьшения трения в растворы вводятся смазочные материалы на основе гудрона, нефти, графита. Иногда также добавляются пенообразователи или используется аэрация.
Для предотвращения пенообразования добавляются резиновая крошка, спирты или кислоты.
Чтобы сохранить параметры раствора при высоких температурах, в него вводятся антиоксиданты, хроматы натрия или кальция.
