ПРОМЫВОЧНЫЕ ЖИДКОСТИ И ТАМПОНАЖНЫЕ РАСТВОРЫ
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года предусматривается обеспечить дальнейшее укрепление и расширение минерально-сырьевой базы страны, повышение эффективности и качества подготовки к освоению разведанных запасов полезных ископаемых.
Выполнение задач, стоящих перед геологоразведочной службой нашей страны, невозможно без дальнейшего развития буровых работ, совершенствования техники и технологии бурения разведочных скважин. Технико-экономические показатели бурения во многом определяются правильным выбором промывочной жидкости.
Первые скважины с промывкой бурили с применением воды. В процессе бурения вода нередко насыщалась мельчайшими частицами выбуриваемых горных пород, которые, оставаясь в жидкости во взвешенном состоянии, придавали ей новые свойства, и в частности, способствовали укреплению стенок скважин, снижению фильтрующей способности и др. При разбуривании глин образовывались высококачественные промывочные жидкости со стабильной структурой. Со временем промывочные жидкости, содержащие глину (они получили название глинистых растворов), начали приготовлять искусственно. Для регулирования их качества стали добавлять различные вещества, что существенно расширило область применения глинистых растворов.
Однако наряду с положительными свойствами глинистые растворы имеют ряд недостатков. При промывке не всегда сохраняется устойчивость стенок скважин, уменьшается механическая скорость бурения, увеличиваются энергетические затраты на промывку скважин и т. д. Поэтому в последние годы появились и все более широко применяются жидкости, не содержащие глинистой составляющей. Это — вода с небольшими добавками различных активных веществ, приобретающая либо свойства, присущие глинистым растворам, либо новые свойства, меняющие характер взаимодействия с породами. Применяются и промывочные жидкости с менее активной неглинистой твердой средой.
Происходит постепенное вытеснение глинистых растворов. С другой стороны, в безглинистые промывочные жидкости приходится вводить небольшое количество высококоллоидальных глин, которые, существенно не влияя на механическую скорость бурения, сохраняют ряд положительных свойств глинистых растворов. Многообразие геолого-технических условий бурения скважин, развитие техники и технологии бурения, химии и химических производств, повышение требований к экономике буровых работ и охране окружающей среды — все это ведет к совершенствованию качества промывочных жидкостей.
Одновременно с распространением промывки скважин развивалось и их тампонирование. Сначала оно ограничивалось применением цементных растворов и цементированием обсадных труб. Затем появились и более сложные тампонажные составы, которые со временем совершенствовались. Необходимость охраны окружающей среды обусловила повышение требований к качеству материалов для приготовления промывочных жидкостей и тампонажных составов, к качеству тампонирования скважин на всех этапах работ.
В разработку рецептур промывочных жидкостей и тампонажных смесей большой вклад внесли советские ученые и инженеры. Теоретические основы дисперсных и коллоидных систем, применения понизителей твердости горных пород в бурении были разработаны в АН СССР академиком П. А. Ребиндером, Н. Н. Серб-Сербиной, Н. В. Михайловым и др., ряд важных вопросов исследования и использования глинистых растворов решен в Институте коллоидной химии и химии воды АН УССР.
Теория и практика использования промывочных жидкостей и тампонажных смесей успешно разрабатываются в ВНИИКР-нефти, ВНИИБТ, ВИТР, ИМР, БелНИГРИ, УкрНИГРИ, УфНИИ и др. Необходимо отметить работы В. С. Баранова, А. И. Булатова, С. Ю, Жуховицкого, В. И. Крылова, А. X. Мирзаджанзаде, В. И. Рябченко, Р. И. Шищенко и др.
Специфика бурения разведочных скважин во многом определяет возможности и особенности использования тех или иных промывочных жидкостей и тампонажных смесей, пути совершенствования их рецептур. У истоков исследований по разработке и применению промывочных жидкостей и тампонажных смесей в разведочном колонковом бурении стоят Б. И. Воздвиженский, С. А. Волков, А. В. Марамзин, Ф. А. Шамшев. В настоящее время такие работы проводятся практически на всех кафедрах, выпускающих инженеров по специальности «Технология и техника разведки полезных ископаемых». Теоретические и прикладные исследования Б. Б. Кудряшова, Е. Л. Лиманова, С. С. Сулакшина, Л. В. Макарова, И. И. Рафиенко, Н. Т. Туякбаева, А. М. Яковлева и других специалистов направлены на решение актуальных задач промывки и тампонирования скважин в разведочном бурении.
Большой вклад в разработку прикладных вопросов применения промывочных жидкостей и тампонажных смесей вносят коллективы опытно-методических партий геологических объединений.
Знание методов приготовления и применения, принципов подбора рецептур, регулирования свойств промывочных жидкостей крайне необходимо инженеру по специальности «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых» в его повседневной деятельности.