§ 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ К ПРОМЫВКЕ СКВАЖИН БУРОВЫМИ РАСТВОРАМИ
При промывке глубоких скважин используют буровые растворы, различные по
составу и свойствам. Выбор того или иного типа раствора обусловлен
многими факторами, основными из которых являются: горно геологические
условия бурения глубоких скважин, состав и свойства разбуриваемых горных
пород, характер их взаимодействия с промывочной средой, физические и
гидродинамические свойства водоносных пластов, пластовые давления нефти
и газа в природных коллекторах, пластовые температуры и т. д.
Однако до настоящего времени нет единой классификации растворов по
составу, свойствам и их технологическому назначению. Эта задача
осложнена тем, что многие буровые растворы применяются в различных
геологопромысловых условиях, а некоторые из них могут применяться для
одних и тех же целей.
Однако геологические особенности разреза глубоких скважин и
физико-механические свойства горных пород, их активность к
взаимодействию с промывочной средой часто обусловливают одни функции
бурового раствора как главные, а другие — как второстепенные или
подчиненные. Соответственно дифференцируются и требования к применению
той или иной промывочной среды при разбуривании различных по составу и
свойствам горных пород.
По составу буровые растворы можно разделить на шесть самостоятельных
групп (рис. 43). Первая группа промывочных агентов — вода, которая
используется для бурения скважин до глубин 1500—2000 м в устойчивых
породах песчано-карбонатного комплекса. К этой группе следует отнести
также морскую воду, водные растворы различных электролитов, воду с
добавками ПАВ, водные растворы кислот.
Вторая группа растворов — самая многочисленная: глинистые растворы на
водной основе; пресные глинистые растворы, соленасыщенные, утяжеленные
глинистые, эмульсионные, ингибированные и естественные глинистые
растворы. Общим признаком растворов этой группы является наличие в них
глины или глинопорошка и водной основы. Сами по себе растворы этой
группы отличаются друг от друга только составом компонентов, способом
химической обработки, наличием ингибирующих, смазывающих и других
добавок.
Третья группа — безглинистые растворы. Отличительной особенностью их от
глинистых растворов является то, что в их составе нет глинистой фазы. К
таким системам относят водные растворы высокомолекулярных полимеров,
карбонатные и меловые растворы, водные растворы силикатов (жидкого
стекла и др.), растворы с конденсационной твердой фазой, водные растворы
полиэлектролитов и биополимерные системы буровых растворов.
Четвертая группа — растворы на углеводородной основе (углеводородные
эмульсии, высококонцентрированные инвертные эмульсии, содержащие 70—95%
воды, известково-битумные растворы и др.).
Пятая группа — аэрированные жидкости, однофазные и многофазные пены,
аэрированная вода.
Шестая группа — газообразные агенты: воздух, инертные газы, природный
газ, продукты двигателей внутреннего сгорания и т. д.