• Основні види обважнювачів:

► карбонатні обважнювачі: крейда, вапняк (СаСО₃). Вони представляють собою порошок білого або сірого кольору густиною приблизно 2700 кг/м³, володіють малою абразивністю і мало підвищують в’язкість розчину. Здатність їх легко розчинятися в соляній кислоті важлива при необхідності відновлення природної проникності пластів, які вміщують нафту або газ;

► барит (сірчанокислий барій - ВаSO₄) - світлий порошок сірого, кремового або рожевого кольору, густиною 3600 – 4200 кг/м³, одержують головним чином із флотаційних барито­вих концентрацій виробництва збагачувальних фабрик кольорової металургії.

В бурінні використовують переважно баритові концентрати (КБ-1, КБ-2, КБ-3, КБ-4, КБ-5, КБ-6 ГОСТ 4682-84), і також модифіковані баритові обважнювачі-концентрати трьох сортів, показники яких регламентуються ТУ 39-126-76.

Якість сухого бари­тового обважнювача наведена в таблиці 6.4.

Таблиця 6.4 − Якість сухого баритового обважнювача

Параметр	Сорт
	1	2	3
Вміст сірчанокислого барію, %, не менше	92	87	80
Густина, кг/м3, не менше	4250	4150	4050
Вміст води, %, не більше	1,5	1,5	1,5
Вміст водорозчинних солей, %, не більше зокрема солей кальцію, %	0,30 0,05	0,35 0,05	0,35 0,05
Вміст фракцій розміром 5 мкм, %, не більше	5	10	15

Підвищення якості баритового обважнювача досягають його додатковою обробкою перед сушкою або при помелі, наприклад, фосфатами, полімерами, ПАР. Це сприяє гідрофілізації поверхні частинок бариту, зв'язуванню іонів кальцію та попередженню інших явищ, які спри­чиняють коагуляцію розчину.

► залізисті обважнювачі. До них належать: гематит (Fe₂0₃), магнетит (FeO • Fe₂O₃), ільменіт (FeO • ТіО₂).

Застосовування таких обважнювачів обмежене, так як їхня абразивність в 5-6 разів більша ніж в бариту, а густина 5000 – 5300 кг/м³. Використання залізовмісних обважнювачів, порівняно з баритом, обмежене. Висока абразивність, наявність магнітних властивостей негативно впливають на довговічність бурильного інструменту і обладнання, спричиняють виникнення різних ускладнень. Поза тим, завдяки великій густині їх використання в окремих випадках необхідне.

Якість залізовмісних обважнювачів наведена нижче.

густина, кг/м³, не менше 4150

вміст вологи, %, не більше 12,0

вміст водорозчинних солей, %, не більше 0,3

зокрема солей кальцію 0,05

► свинцеві обважнювачі - галеніт і свинцевий сурик рекомендується застосовувати для одержання розчинів густиною більше 2300 кг/м³ Основний мінерал свинцевих руд галеніт має густину 7400 – 7700 кг/м³ і твердість за шкалою Мооса 2,5 – 2,7.

Для обважнення бурових розчинів при закінченні буріння свердловини особливої увапі заслуговує використання кальциту, доломіту, сидериту, які добре розчиняються соляною та мурашиною кислотами.

• Густину бурового розчину зменшують двома шляхами:

► зменшення вмісту твердої фази ;

► насичення рідини повітрям (аерація).

Можливість першого методу обмежена наявністю і концентрацією твердої фазі, а також необхідністю мати визначені структурно-механічні властивості дисперсної системи. Границя зміни густини тут невелика (0,05 – 0,2 г/см³) в залежності від якості твердої фази.

• Аерація дозволяє зменшити густину любого розчину в широких границях (практично до величин, близьких до густини повітря).

При цьому зростають реологічні властивості промивального агента, так як повітряні бульбашки виконують роль наповнювача – твердої фази.

В деяких умовах збільшення реологічних властивостей при наявності повітряної фази може звести ефект аерації до нуля. Для води цей зв’язок менш значимий, ніж для дисперсних систем з твердою фазою.

Конкретні геологічні умови буріння свердловини визначають величину густини аерованої рідини.

В процесі буріння до гідростатичного тиску добавляється тиск, зумовлений гідравлічними опорами при циркуляції рідини (піни). Тому її густина повинна бути меншою розрахункової.

Границі регулювання густини рідини аерацією визначаються геолого-технічними умовами буріння, видом рідини, способом аерації.

Для надання буровому розчину здатності закупорювати пори і тріщини в нього вводять інертні наповнювачі.

• Наповнювачі призначені для попередження і ліквідації поглинань бурового розчину в процесі буріння свердловини. В хімічному відношенні вони інертні і представляють собою в основному виробничі відходи.

Наповнювачі діляться на:

• волокнисті;

• пластинчаті;

• зернисті.

Їх можна застосовувати як індивідуально, так і в різних комбінаціях.

Найбільш часто застосовуються опилки, відходи шкіряного виробництва, слюда, целофан, гумова крихта, текстильні волокна, перліт. В останні роки стали використовувати пламіілон – пластмасові мікробалони, заповнені азотом, які крім наповнювача служать і облегшеною твердою фазою.

Застосовувати наповнювачі можна в дисперсних системах, які мають умовну в’язкість 25 – 60 с.

Ефективність закупорювання визначається розміром частинок, їх формою, фракційним складом, концентрацією і видом вихідного матеріалу.

Рахується, що для надійного закупорювання каналів, максимальні розміри частинок наповнювача повинні бути в 2 рази менші величини тріщин чи пор. При поєднанні частин різних розмірів наповнювачі дають найбільший ефект.

Деякі наповнювачі, рослинного походження, всмоктуючи воду зменшують об’єм рідкої фази розчину, що може привести до збільшення в’язкості і статичного напруження зсуву розчину.

В останні роки інтенсивно розвиваються нові методи фізичної дії на дисперсні системи розчинів з метою регулювання їх властивостей. Найбільш перспективні з них – це оброблення системи вібраційним полем, електричним струмом або магнітним полем.