11 Промивання свердловин і промивальні рідини

10.1 Призначення, типи і параметри промивальних рідин

При бурінні свердловин у складних гірничо-геологічних умовах промивальні рідини повинні виконувати такі основні функції:

• повністю і ефективно очищати вибій від частинок розбурюваних порід і видаляти їх на денну поверхню;

• створювати гідростатичний тиск, достатній для попередження флюїдопроявлень як в процесі буріння, так і при тривалому припиненні промивання;

• утримувати частинки розбурюваної породи та інші частинки твердої фази в змуленому стані при припиненні циркуляції і попереджувати їх осідання на вибій;

• забезпечувати охолодження і змащування деталей доліт, вибійних двигунів, бурильної колони та інших вузлів;

• попереджувати прояви нестійкості порід, що формують стінки свердловини ;

• передавати потужність від джерела на денній поверхні до вибою при бурінні з гідравлічними вибійними двигунами ;

• сприяти збереженню природних колекторських властивостей продуктивних пластів у приствольній зоні свердловини.

Промивальна рідина складається , як правило, з дисперсійного середовища (вода, нафта), рівномірно розподіленої в ньому дисперсної фази (глинопорошок, обважнювач) і невеликої кількості хімічних реагентів, які призначені для регулювання тих чи інших властивостей.

За складом дисперсійного середовища промивальні рідини можна розділити на такі групи:

І Рідини на водній основі:

З диспергованою твердою фазою.

З конденсованою твердою фазою.

Полімерні.

Нафтоемульсійні.

Міцелярні.

ІІ Рідини на вуглеводневій основі

Практично безводні.

Емульсії типу “вода в маслі” (інвертні).

IІI Аеровані промивальні рідини

Аерована вода.

Аеровані глинисті суспензії.

Піни.

IV Газоподібні агенти

Повітря.

Природні гази.

Азот.

Викидні гази від двигунів внутрішнього згорання.

Суміші викидних газів ДВЗ з повітрям або газом.

Найширше в бурінні використовують рідини на водній основі. Рідини на вуглеводневій основі застосовують значно рідше, хоч вони дають дуже добрі результати при розкритті нафтових пластів, розбурюванні нестійких глинистих і хемогенних порід. Об’єм застосування аерованих рідин в останні роки дещо збільшився, проте в цілому він залишається ще недостатньо великим. Застосування газоподібних агентів обмежується геологічними умовами та глибиною буріння. Їх не можна використовувати при розбурюванні нестійких гірських порід, при проявленні пластових флюїдів та ін.

Властивостями бурових розчинів наступні:

Густина - це маса одиниці об’єму промивальної рідини (, кг/м³). Вона характеризує здатність промивальної рідини здійснювати в свердловині гідродинамічні і гідростатичні функції.

Умовна в’язкість - це умовна характеристика гідравлічного опору прокачування промивальної рідини.

Тіксотропні властивості. Тіксотропією називають здатність суспензії утворювати структуру в стані спокою (холодець) і втрачати її при перемішуванні.

Фільтраційні властивості. У будь-якій промивальній рідині міститься значна кількість вільного дисперсійного середовища, що не зв’язане ні фізично, ні хімічно з дисперсною фазою.

Водневий показник рН - це логарифм концентрації водневих іонів у фільтраті промивальної рідини, взятий з протилежним знаком.

Седиментаційна стійкість характеризується двома показниками: добовим відстоєм і стабільністю.

Добовий відстій - це об’єм дисперсійного середовища, який виділився за одну добу спокою із 100 см³ промивальної рідини, налитої в мірний циліндр.

Стабільність - це різниця густин промивальної рідини, що знаходиться в нижній і верхній половині спеціального циліндра (ЦС-1), після 1 доби спокою.

Вміст піску.

Вміст твердої фази.

Вміст газу.