13. 21. Характеристика калиевых растворов и их использование.

14. Калиевые растворы

Калиевые растворы содержат в качестве ингибирующих электролитов соединения калия. Действие калиевых растворов обусловлено насыщением ионами калия глинистых минералов. Наиболее быстрое насыщение глин ионами калия происходит при рН =9÷10.

Калиевые растворы эффективны при бурении неустойчивых глинистых сланцев. Существует ряд разновидностей калиевых растворов, отличающихся составом и некоторыми свойствами.

Хлоркалиевые растворы

Хлоркаливые растворы содержат в качестве ингибирующего электролита хлорид калия, а в качестве регулятора щелочности – гидроксид калия. Раствор предназначен для эффективного повышения устойчивости стенок скважины при бурении в неустойчивых глинистых сланцах различного состава.

На приготовление 1м³ хлоркалиевого раствора требуется (в кг): глины 50-100, КСI 30-50, полимера (КМЦ, М-14, метас, крахмал) 5-10, КССБ 30-50, КОН 5-10, пеногасителя 2-3, воды 940-920, утяжелителя до получения раствора необходимой плотности.

Показатели раствора: плотность 1,08-2 г/см³, условная вязкость 25-40с, показатель фильтрации 4-8 см³/30 мин, СНС₁ = 12÷60 дПа, СНС₁₀ = 36÷120 дПа, рН = 9÷9,5.

Основной показатель качества – содержание хлорида калия в фильтрате, которое в большинстве случаев должно быть в пределах30-70 г/л, однако в зависимости от условий бурения может быть увеличено до 150 г/л.

15. Калиево-гипсовый раствор

Калиево-гипсовый раствор содержит в качестве ингибирующих электролитов соединения калия и кальция, в частности гипс. В отличии от хлоркальциевого такой раствор менее подвержен коагуляционному загустеванию, его ингибурующее действие сильнее.

Калиево-гипсовые растворы используют для разбуривания высококоллоидальных глин, когда хлоркалиевый раствор недостаточно эффективен. Термостойкость зависит от используемого защитного реагента, но не превышает 160^о С.

На приготовление 1м³ калиево-гипсового раствора требуется (в кг): глины 60-150, окзила (КССБ-4) 30-50, КМЦ (крахмала) 5-10, KCI 10-30, КОН 5-10, гипса (CaSO₄) 10-15, пеногасителя 2-3, воды 930-890, утяжелителя – до получения раствора необходимой плотности.

Показатели раствора: плотность 1,08-2,2 г/см³, условная вязкость 20-30с,показатель фильтрации 4-8см³/30 мин, СНС₁ = 6÷36 дПа, СНС₁₀ = 12-72 дПа, рН = 8÷9.

Основные показатели качества, определяющие назначение раствора, - содержание хлорида калия в фильтрате (30-70 г/л) и ионов кальция (1000-1200 мг/л).

22. Безглинистые промывочные жидкости и область их применения.

К ним относятся буровые растворы, приготовленные без использования глины. Безглинистый буровой раствор с конденсированной твердой фазой готовится на водной основе. Дисперсная фаза в нем получается химическим путем, в результате взаимодействия находящихся в растворе ионов магния с щелочью NaОН или Са(ОН)2. Химическая реакция приводит к образованию в растворе микроскопических частиц гидрооксида магния М§(ОН)2. Раствор приобретает гелеобразную консистенцию и после химической обработки превращается в седиментационно устойчивую систему. Такой раствор сохраняет свои структурно-механические свойства при любой минерализации. Поэтому его применяют в случаях, когда требуется обеспечить высокую устойчивость стенок скважины, но обеспечить контроль и регулирование минерализации раствора сложно.

Другим типом неглинистых буровых растворов являются биополимерные растворы. Биополимеры получают при воздействии некоторых штаммов бактерий на полисахариды. Свойства биополимерных растворов регулируются так же легко, как свойства лучших буровых растворов из бентонитовых глин. Вместе с тем, некоторые из них оказывают флокулирующее воздействие на шлам выбуренных пород, предупреждая таким образом образование суспензии. Кроме того, растворы биополимеров термоустойчивы. Сдерживает их применение относительно высокая стоимость