§ 8. Промывочные жидкости на неводной основе

Промывочные жидкости на неводной основе предназначены в основном для вскрытия продуктивных пластов, когда растворы на водной основе вредно влияют на продуктивность; для бурения с отбором керна, когда необходимо получить образцы пород, не за­грязненные фильтратом (для определения истинной нефтенасыщен- ности, содержания погребенной воды, прдницаемости); для разбу- ривания аргиллитов и сланцеватых глин, склонных к потере устой­чивости и осыпанию (или обваливанию) под воздействием фильтрата водных растворов; для проходки скважин с высокой температурой и нередко высокими коэффициентами . аномальности пластовых да­влений, когда трудно поддержать промывочный раствор на водной основе в хорошем состоянии; для разбуривания хемогенных отложе­ний (особенно при чередовании галита с калийно-магниевыми солями или пропластков калийно-магниевых солей), которые легко рас­творяются в водных промывочных жидкостях. Жидкости на невод­ной основе можно использовать также при капитальном ремонте скважин и для временной консервации последних.

Промывочные жидкости на неводной основе представляют собой сложную многокомпонентную коллоидно-химическую систему, дис­персионной средой в которой служат жидкие нефтепродукты, чаще всего дизельное топливо. Существует довольно много рецептур таких жидкостей, существенно отличающихся друг от друга.

Наиболее перспективными являются известково-битумные рас­творы (ИБР), в состав которых помимо дизельного топлива входят высокоокисленный битум, окись кальция высокой степени актив­ности, стабилизирующее ПАВ и небольшое количество воды.

Свойства ИБР существенно зависят от химического состава дизельного топлива, прежде всего от соотношения в нем парафиновых и нафтеновых углеводородов, и от состава битума, являющегося дисперсной фазой растворов. Дизельное топливо представляет собой сложную смесь углеводородов различных классов с небольшим со­держанием смолистых веществ и нафтеновых кислот. Химический состав его зависит от типа исходной нефти и технологии переработки последней. Соотношением парафиновых и нафтеновых углеводородов в дизельном топливе контролируется степень коагуляции асфаль- тенов, которые обусловливают структурообразование в ИБР.

Для приготовления ИБР используют высокоокисленный битум специальной марки с температурой размягчения не ниже 135—140° С, а для высокотемпературных скважин — не ниже 145—150° С.

Для регулирования структурно-механических свойств (стати­ческого напряжения сдвига, вязкости, фильтрации и частично плот­ности), устойчивости по отношению к воде и температуростой кости растворов на нефтяной основе используют высокоактивную окись кальция. Последняя, реагируя с водой, образует тонкодисперсную известь — пушенку с очень высокой удельной поверхностью (при­мерно 3000 м²/кг), способствующую стабилизации раствора. Окон­чательная стабилизация достигается введением ионогенного ПАВ, обычно сульфонатриевых солей СНС.

При необходимости получить ИБР с повышенной плотностью к нему добавляют утяжелитель, в качестве которого рекомендуется использовать барит с влажностью не более 5—6%. Барит пред­варительно обрабатывают сульфонатриевыми солями, получают па­стообразную смесь, в которой твердая фаза тщательно диспергиронана и гидрофобизована ПАВ. Перемешивая такую пасту с неутяжелепным ИБР, получают систему с заданной плотностью.

В зависимости от качества дизельного топлива и битума, темпе­ратуры скважины и заданных свойств ИБР соотношение отдельных компонентой и нем колеблется примерно в таких пределах: дизель­ное топливо — 40—(i0% (по объему), битум — 12—25% (по массе от объема), известь негашеная с активностью не ниже 70% — 12— 30% (по массе от объема), вода — 0—10% (по объему), сульфона- триевые соли — 1—5%. Чем выше заданная плотность ИБР, тем больше вводят барита и тем меньше требуется битума и извести. Чем выше температура, тем больше должна быть активность извести.

Изпестково-битумные растворы отличаются большой стабиль­ностью, пока содержание воды в них не превысит примерно 20%. Дли связывания воды, поступающей в ИБР в процессе бурения, добавляют известь и при необходимости ПАВ. Если при добавке навести раствор чрезмерно загустевает, вязкость снижают, разба- илян его свожим ИБР. Плотность ИБР можно регулировать в ши­роком диапазоне от 900 до 2500 кг/м⁸.

Приготовление ИБР связано с некоторыми трудностями. При обычной температуре высокоокисленный битум плохо растворяется в дизельном топливо, поэтому последнее требуется подогревать примерно до 80 С. Обычно предварительно готовят концентрат битума в сравнительно небольшом объеме нагретого дизельного топлива, а затем уже на базе концентрата приготовляют ИБР. При взаимодействии СаО с водой выделяется некоторое количество тепла, способствующее лучшему распусканию битума.

Растворы на нефтяной основе являются, как правило, нефиль- трующимися жидкостями: даже при высоком перепаде давлений дис­персионная среда из них либо совершенно не отфильтровывается в проницаемую породу, либо объем фильтрата не превышает 1—3 см³ за 30 мин. Частицы выбуренных пород, в том числе глинистых, не распускаются в таких растворах, а частицы хемогенных пород не влияют на качество растворов. Растворы на нефтяной основе не содержат веществ, которые могли бы ухудшить проницаемость коллекторов. Они чувствительны к температуре: с ростом темпера­туры возрастает фильтрация, уменьшается вязкость, более заметно, чем у жидкостей на водной основе, уменьшается плотность, некото­рые растворы при повышенных температурах утрачивают стабиль­ность. Поэтому рецептуру раствора следует подбирать обязательно е учетом забойной геостатической температуры в скважине.

Стабильность растворов на нефтяной основе существенно зависит от содержания воды: некоторые растворы расслаиваются уже при попадании в них 8—10% воды, другие, например ИБР, остаются стабильными даже при поступлении 15% минерализованной воды. При бурении необходимо предотвращать поступление воды в рас­творы на нефтяной основе: хранить их в закрытых емкостях, приме­нять закрытую (от атмосферных осадков и грунтовых вод) систему циркуляции и т. д. Следует также систематически контролировать содержание воды в растворе и при необходимости связывать ее негашеной известью.

Растворы на нефтяной основе приготовляют из сравнительно дорогих материалов. Стоимость 1 м³ такого раствора кратно выше стоимости 1 м³ промывочной жидкости на водной основе. Поскольку свойства растворов на нефтяной основе очень мало изменяются при бурении и длительном хранении, целесообразно один и тот же объем раствора использовать многократно, для промывки несколь­ких скважин. В этом случае стоимость раствора, приходящаяся на одну скважину, заметно сократится. Применение растворов на нефтяной основе может иногда увеличить стоимость собственно бурения скважины. Но экономия, которая получается благодаря резкому сокращению продолжительности освоения, а также вслед­ствие высокого дебита освоенной скважины, может перекрыть до­полнительные затраты на бурение.