Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

При вскрытии водоносных пластов бурением главная задача состоит в предотвращении или уменьшении кольматирующего действия промывочной жидкости и уплотнения пород призабой­ной зоны. Понижение уровня воды при откачке в значительной степени зависит от сопротивления в призабойной зоне, определя­емого несовершенством скважины, по характеру вскрытия пла­ста. Степень кольматации и уплотнения пород призабойной зо­ны зависит от способа вскрытия пласта и типа промывочного агента.

При бурении гидрогеологических скважин в рыхлых, отложе­ниях наиболее широкое распространение получило вскрытие во­доносных пластов следующими способами:

1) вращательным — с транспортировкой выбуренной породы прямой или обратной циркуляцией промывочной жидкости;

2) ударно-канатным — с использованием для удаления с за­боя выбуренной породы желонки и пластовой или доливаемой в скважину воды;

3) гидродинамическим — с применением для бурения и уда­ления с забоя породы энергии струи воды;

4) механическим — с транспортировкой из забоя выбуренной породы без применения промывочных агентов.

В нашей стране наиболее широкое распространение получи­ло вращательное бурение с прямой или обратной циркуляцией промывочной жидкости. При вскрытии водоносных пластов этим способом на кольматацию пород призабойной зоны влияет в основном промывочная жидкость. Поэтому выбор промывочного агента для вскрытия пласта имеет исключительно важное зна­чение. Лишь в отдельных случаях (сооружение бесфильтровых скважин, применение фильтров с коническими отверстиями, раз — глинизация методом обрушения породы через промывочные ок­на) промывочный агент не влияет на гидродинамическое совер­шенство скважин по характеру вскрытия пласта. В этих случаях для вскрытия пласта можно применять глинистые растворы.

При вращательном способе вскрытия пластов с прямой цир­куляцией промывочных растворов, как правило, после оборудо­вания скважин фильтрами применяют специальные меры по удалению из призабойной зоны кольматирующего материала и повышению производительности скважин. Это приводит к удо­рожанию работ и снижению эффективности вскрытия пласта.

Степень гидродинамического совершенства скважины опреде­ляется показателем сопротивления £, который может быть пред­ставлен в виде двух слагаемых: сопротивлений, обусловленных несовершенством по степени вскрытия пласта £1 и характеру его вскрытия £2 [16]. Величина |2 складывается из сопротивления, обусловленного фильтром породой призабойной зоны |2п и отклонением от линейного закона фильтрации |гнл. В зависимо­сти от увеличения или уменьшения проницаемости призабойной зоны по отношению к естественной проницаемости величина |гп может иметь отрицательный или положительный знак. При от­качках степень гидродинамического совершенства скважин со­ответственно проявляется в отклонениях удельных дебитов сква­жин по отношению к условиям с ненарушенной проницаемостью пород призабойной зоны и отсутствием отклонений от линейно­го закона фильтрации.

В случае применения воды в качестве промывочного агента резко повышается эффективность вскрытия водоносных пластов с прямой промывкой. По данным треста Молдбурвод удельные дебиты скважин на юге Молдавии, в которых водоносные пла­сты, представленные мелкими и тонкозернистыми песками, вскрывали вращательным способом с прямой промывкой водой, в среднем в 2,6 раза выше удельных дебитов скважин, в кото­рых пласты вскрывали другими способами, в том числе враща­тельным с прямой промывкой глинистым раствором.

В настоящее время все более широко применяют вскрытие водоносных пластов вращательным способом с обратной про­мывкой водой. Высокая механическая скорость бурения и быст­рое удаление с забоя выбуренной породы предотвращают коль — матацию призабойной зоны и позволяют сооружать скважины с высокой степенью гидродинамического совершенства по харак­теру вскрытия пласта. По данным, приведенным в работе [64], показатель сопротивления, обусловленный изменением прони­цаемости пород призабойной зоны при вскрытии пласта враща­тельным способом с обратной промывкой водой, имеет, как пра­вило, отрицательное значение в пределах от —0,2 до —2,2, что свидетельствует о повышении фильтрационной способности по­род призабойной зоны по сравнению с естественными условия­ми. Применение для промывки воды, загрязненной глинистыми частицами, приводит к увеличению показателя сопротивления до 0,4—2,26.

Вскрытие пластов вращательным способом с обратной про­мывкой водой более эффективно по сравнению с другими спосо­бами, однако условия его применения пока ограничиваются воз­можностями обеспечения процесса бурения водой для промыв­ки, устойчивостью и твердостью вскрываемых бурением пород. Дальнейшее совершенствование техники и технологии бурения этим способом позволит значительно расширить область его применения.

Вскрытие пластов ударно-канатным способом принято счи­тать более совершенным по сравнению с вскрытием пластов вращательным способом с прямой промывкой. Но, как отмеча­ется в работе [16], при бурении скважин этим способом в. рых­лых отложениях породы вокруг скважины значительно уплот­няются и их водопроницаемость снижается. Абсолютные значе­ния показателя сопротивления, обусловленного характером вскрытия пласта, при этом могут достигать 5—8 и более, что соответствует дополнительному понижению уровня, равному 35—70% от общего понижения уровня воды в скважине при от­качке.

При бурении скважин вращательным и ударно-канатным способами водоносные пласты в рыхлых отложениях можно вскрывать одновременно с установкой фильтров.

Водоносные пласты, сложенные песками, можно вскрывать гидродинамическим способом и способом всасывания промы­вочной и пластовой жидкостей.

При гидродинамическом бурении разрушение и удаление с забоя пород происходит под воздействием струи воды, выходя­щей с большой скоростью через одно или несколько отверстий в гидравлической насадке рабочей (фильтровой) трубы. Раз­рушенная порода выносится на поверхность потоком воды по кольцевому зазору между стенками скважины и трубы. Водо­носный пласт вскрывают способом всасывания промывочной и пластовой жидкостей путем откачки воды через фильтровую трубу (иногда с доливом ее в скважину по кольцевому зазору) с одновременной посадкой фильтра.

Эти способы позволяют вскрывать пласт с высокой степенью совершенства, однако применение их возможно лишь при вскры­тии несцементированных песков. Наличие незначительных по мощности прослоев глин осложняет процесс бурения; кроме то­го, они не позволяют создавать необходимый контур гравийной обсыпки фильтра. В ряде случаев пласты вскрывают гидроди­намическим способом одновременно с установкой фильтров.

Для вскрытия водоносных пород механическим способом без использования промывочных агентов применяют шнеки различ­ных конструкций. В зарубежной практике, кроме того, для этой цели применяют грейферы. Этот способ вскрытия водонос­ных горизонтов в рыхлых отложениях применяют в основном при бурении неглубоких скважин для инженерно-геологических изысканий, а также наблюдательных и дренажных скважин в мелиорации.

В тресте Укрбурвод для бурения скважин большого диаметра указанными способами используют установки С0-1200 и НБО-1; их применяют для бурения скважин технического назначения диаметрами 600—1500 мм и глубиной до 28 м. Применяемые при бурении ковшовый бур с откидным дном и грейфер позво­ляют бурить в глинах и обводненных песчано-гравийных отло­

жениях. Дальнейшее совершенствование технологии бурения позволит применять указанное оборудование для бурения гидро­геологических скважин с высоким гидродинамическим совер­шенством по характеру вскрытия пласта.

Вскрытие водоносных пластов механическим способом с уда­лением с забоя выбуренной породы без применения промывоч­ных агентов позволяет сооружать высокодебитные гидродинами­чески совершенные скважины на воду.

Из многочисленных промывочных агентов для вскрытия во­доносных пластов наиболее перспективными следует считать пресную воду, растворы, обработанные поверхностно-активными веществами, распадающиеся и меловые растворы, а также рас­творы с добавками полифосфатов. Ниже приводится краткая характеристика основных промывочных жидкостей, рекомендуе­мых для вскрытия водоносных пластов.

При бурении скважин общепринятым считается применение для промывки глинистых, меловых и других коллоидальных растворов. Однако это приводит к загрязнению призабойной зоны и значительно ухудшает ее фильтрационные свойства по сравнению с первоначальным состоянием. Особенно это сказы­вается при вскрытии безнапорных и слабонапорных водоносных горизонтов с большими глубинами статических уровней. Приме­нение специальных мер по разглинизации приводит к удорожа­нию работ и, как правило, лишь частично восстанавливает есте­ственную проницаемость призабойной зоны.

В отечественной и зарубежной практике известны многочис­ленные средства и способы предотвращения или уменьшения кольматации водоносных горизонтов в момент их вскрытия. Од­ним из наиболее простых и допустимых способов уменьшения кольматации является применение в качестве промывочного агента жидкости, близкой по физическим свойствам и химиче­скому составу к пластовой жидкости. Поэтому в практике бу­рения гидрогеологических скважин широко применяют вскрытие водоносных горизонтов вращательным способом с промывкой водой.

Вода — простейшая буровая жидкость. После перехода от ударного способа бурения к вращательному она была первой промывочной жидкостью. Но при низком уровне техники и технологии бурения она не могла обеспечить нормальный про­цесс бурения и вскоре была вытеснена глинистыми растворами. Одно из основных преимуществ воды как промывочного агента состоит в обеспечении резкого уменьшения кольматации приза­бойной зоны и сооружения гидродинамически совершенных скважин по характеру вскрытия пласта. Опыт показывает, что вращательным способом с прямой промывкой водой успешно можно вскрывать водоносные горизонты, представленные рых­лыми отложениями различного гранулометрического состава. Существовавшая ранее концепция о невозможности углубки скважин с промывкой водой в неустойчивых рыхлых отложени­ях не подтверждается практикой бурения (за исключением слу­чаев, когда невозможно создать избыточное давление промывоч­ной жидкости на пласт).

При вскрытии водоносных пластов с промывкой водой на­блюдается более интенсивное поглощение по сравнению с при­менением других промывочных растворов, поэтому ограничение в применении воды для промывки может быть связано в основ­ном с интенсивным поглощением, при котором запас воды на бу­ровой и производительность бурового насоса не обеспечивают — циркуляции промывочной жидкости со скоростью, обеспечиваю­щей вынос шлама.

Вскрытием водоносного пласта должен завершаться этап углубки гидрогеологических скважин с промывкой водой. После вскрытия пласта с промывкой водой нельзя допускать дальней­шую углубку скважин в глинистых породах, так как на забое при этом образуется глинистый раствор из выбуренной породы, который кольматирует призабойную зону, и вскрытие пласта с промывкой водой становится неэффективным.

В тресте Молдбурвод, начиная с 1964 г., все скважины на водоносные горизонты, представленные мелкими песками, а так­же часть скважин на водоносные горизонты в известняках и песчаниках бурят с прямой промывкой водой. В тресте Восток — бурвод технология вскрытия бурением с промывкой водой не­устойчивых водоносных пластов, представленных песками, при­меняется с 1963 г. [35].

Принципиальное отличие предложенной Г. П. Квашниным, Д. Н. Башкатовым и другими технологии состоит в том, что в скважину доливают воду через устье. Это резко расширило об­ласть применения данного способа. С 1966 г. организации Минводхоза УССР внедряют роторный способ бурения скважин большого диаметра с обратной промывкой чистой водой. С 1972 г. этот способ применяют во многих буровых организа­циях при вскрытии водоносных горизонтов в песчано-гравийных отложениях.

Исследования, проведенные ВСЕГИНГЕО, Водпроектом, а также трестами Молдбурвод и Востокбурвод, подтверждают высокую эффективность вскрытия пластов с промывкой водой.

Пресная вода, используемая в качестве промывочного аген­та, по химическому составу и физическим свойствам существен­но не отличается от пластовой воды, вследствие чего исключа­ется кольматация в результате набухания глинистых минералов и образования химических осадков в призабойной зоне скважи­ны. Кольматирующее действие на призабойную зону оказывает лишь шлам выбуренной породы. В сравнении с другими промы­вочными агентами вода обеспечивает сооружение более совер­шенных скважин по характеру вскрытия пласта.

В практике бурения скважин с промывкой водой наблюдает — <ся резкое понижение проницаемости мелких и глинистых пес­ков при вскрытии их с промывкой водой, обогащенной глини­стыми частицами. Поэтому перед вскрытием пласта необходимо полностью очистить ствол скважины, отстойники и циркуляци­онную систему от глинистого раствора и пласт вскрывать толь­ко чистой водой.

При строгом соблюдении технологии вскрытия пластов с промывкой водой проницаемость призабойной зоны существенно не отличается от проницаемости пласта. По данным, приведен­ным в работе [64], применение воды в качестве промывочного агента при вскрытии пластов вращательным способом с обрат­ной промывкой в некоторых случаях повышает проницаемость призабойной зоны по сравнению с естественными условиями.

Таким образом, применение воды в качестве промывочной жидкости при бурении гидрогеологических скважин обеспечива­ет повышение гидродинамического совершенства скважин по ха­рактеру вскрытия пласта.

Растворы с добавками поверхностно-активных веществ ши­роко применяют в практике бурения гидрогеологических сква­жин.

Поверхностно-активные вещества в бурении применяют для различных целей. Выбор вида ПАВ, не соответствующего техно­логии его применения и дозировки, может привести к отрица­тельным последствиям. Для вскрытия пластов целесообразно применять неионогенные ПАВ. Оксилэтилированные алкилфено — лы ОП-7 и ОП-10 хорошо растворимы в пресной воде, эффек­тивно снижают поверхностное натяжение, обладают способ­ностью концентрироваться в поверхностном слое на границе двух фаз с образованием тонких адсорбционных слоев [56]. Они уменьшают силы молекулярного взаимодействия между промы­вочной жидкостью и продуктивным пластом и в результате гид — рофобизации гидрофильных участков порового пространства предупреждают взаимодействие фильтрата раствора с глини­стыми частицами из призабойной зоны, уменьшая их набуха­ние.

Такими же свойствами обладают оксиэтилированные фенолы УФЭ8 и КАУФЭ14 и оксилэтилированные спирты Сю, Эв, з и др. Указанные ПАВ могут вызывать вспенивание промывочных жидкостей. Для его предупреждения в лабораторных условиях необходимо определить максимальную величину добавки, со­ставляющую 0,2—1%. При бурении с промывкой водой добавка ПАВ должна быть минимальной, так как ограниченное количе­ство твердой фазы в промывочной воде обусловливает мини­мальный расход ПАВ. В процессе бурения концентрация ПАВ в промывочной жидкости уменьшается вследствие адсорбции их на частицах выбуренной породы, фильтрации и других процес — чончентРаЦию ПАВ в промывочной жидкости контролиру — путем измерения поверхностного натяжения фильтрата на границе с воздухом или керосином с помощью прибора П. А. Ребиндера.

Применение ПАВ значительно повышает эффективность бу­рения с использованием аэрированных растворов. При аэриро­вании промывочной жидкости путем нагнетания воздуха в на­гнетательную линию для более тонкого диспергирования пу­зырьков воздуха применяют анионоактивные ПАВ типа ДС, ДС-РАС, сульфонат, сульфонал. ПАВ этой группы не образуют структурированных пленок ни на поверхности раздела фаз, ни в объеме [56], вследствие чего пузырьки воздуха не обладают высокой прочностью и жидкость на поверхности легко дегази­руется. Применение аэрированных растворов, обработанных анионоактивными ПАВ, позволяет быстро очищать забой от вы­буренной породы. Имея низкое поверхностное натяжение, они обладают лучшими смачивающими свойствами и способствуют лучшему отделению выбуренных частиц от забоя, что уменьша­ет кольматирующее действие шлама на призабойную зону. Они почти не адсорбируются на поверхности глинистых частиц, яв­ляются хорошими пенообразователями и стабилизаторами аэри­рованных растворов. Однако следует иметь в виду, что боль­шинство анионоактивных ПАВ дают хлопьевидные осадки в пластовой воде. Применение сульфонала в качестве добавки к раствору приводит к значительному снижению производитель­ности скважин.

При вскрытии пластов с применением аэрированной жидко­сти важно определить оптимальное соотношение фаз (степень аэрации), обеспечивающее заданное снижение давления на пласт и достаточную подъемную силу для выноса твердых ча­стиц с забоя. Методика определения подъемной силы газожид­костного потока теоретически разработана недостаточно. Реко­мендуемая скорость подъема жидкой фазы не менее 0,3 м/с. Сте­пень аэрации а0 определяется как отношение расхода воздуха (2в и жидкости <2ж в кубических метрах при атмосферном дав­лении. Рекомендуемая степень аэрации ао = Св/Фж = 7ч-15 [18]. Аэрированные жидкости целесообразно применять при вскрытии поглощающих пластов. При этом, если отношение глубины ста­тического уровня к глубине зоны поглощения не превышает 0,3, для аэрации достаточно одного компрессора.

Эффект снижения кольматации призабойной зоны аэриро­ванными растворами достигается в результате снижения избы­точного давления промывочной жидкости на пласт, ускорения выноса шлама и5 призабойной зоны и создания воздушной ру­башки из защемленных пузырьков воздуха в призабойной зоне, препятствующей проникновению в пласт раствора и его фильт­рата.

Поверхностно-активные вещества более эффективны при ис­пользовании в качестве промывочной жидкости воды или рас­творов с малым содержанием твердой фазы. Добавка ПАВ

и

к глинистым и другим растворам с высокой концентрацией дис­персной фазы резко увеличивает их расход в результате адсорб­ции на поверхности твердых частиц раствора.

Распадающийся раствор применяют для вскрытия водонос­ных пластов, если затраты времени на вскрытие пласта и уста­новку фильтра не превышают время сохранения раствором его свойств.

Основной особенностью распадающегося раствора является способность с течением времени терять первоначальную вяз­кость и водоотдачу и приобретать реологические свойства воды. Для приготовления распадающегося раствора используется «крахмал модифицированный (для бурения)», выпускаемый Министерством пищевой промышленности РСФСР согласно ТУ18-91—74. Крахмал добавляют к воде в количестве 4—5% по массе. Допускается использовать раствор, содержащий 3% крахмала и 3% бентонитового порошка.

В соответствии с рекомендациями по бурению скважин вра­щательным способом с промывкой распадающимся раствором (1974 г.), разработанными ВНИИГиМ им. А. И. Костикова, распадающийся раствор предназначен для бурения скважин на воду роторным способом в слабонапорных водоносных горизон­тах, представленных мелкими и тонкозернистыми песками. Раствор распадается через 3—4 сут после его приготовления. Для ускорения распада рекомендуется применять добавку фер­ментного препарата амилосубтилина (марка ГЗХ-1, ОСТ 5929— 72) в количестве 0,02% по массе к сухому крахмалу. Срок на­чала распада такого раствора составляет 4—5 ч. Раствор с кон­центрацией крахмала 5% имеет плотность 1,02 г/см3, вязкость 20 с, водоотдачу 12 см3/30 мин.

Раствор приготовляют непосредственно перед вскрытием пласта на буровой с использованием гидросмесителя или глино­мешалки. Время перемешивания не менее 1 ч. Откачку рекомен­дуется проводить после завершения распада раствора.

Ввиду того, что стоимость модифицированного крахмала значительно выше стоимости бентонитового порошка, а стои­мость распадающегося раствора примерно в 2,5 раза выше сто­имости глинистого раствора, экономически целесообразно распа­дающийся раствор применять только для вскрытия пласта.

Применение распадающегося раствора для вскрытия водо­носных пластов позволяет значительно уменьшить эффект коль — матации призабойной зоны и сократить сроки освоения сква­жин. Такой раствор обладает смазывающим действием, что уменьшает износ бурильных труб и бурового насоса, а также потребляемую мощность бурового станка.

Карбонатные растворы. Одно из важных преимуществ кар­бонатсодержащих промывочных растворов при вскрытии водо­носных пластов состоит в том, что они, обладая основными свой­ствами качественных глинистых растворов, образуют на стенках скважины корку, легко устранимую воздействием соляной кис­лоты. Это позволяет применять их без ограничений. Особенно важно применение таких растворов в случаях, когда при про­мывке водой не удается справиться с поглощением, и в случа­ях, когда ожидается самоизлив воды из скважины и для его предотвращения необходимо создавать избыточное давление на пласт, увеличивая плотность промывочной жидкости.

Карбонатные и карбонатно-глинистые растворы на основе измельченного известняка, доломита, мела и мергеля предназна­чаются для вскрытия водоносных горизонтов в песках и песча­но-гравийных отложениях при отсутствии в разрезе скважины карбонатных пород [63].

В ВИОГЕМ (1965 г.) разработана технология так называе­мого «мелокислотного» способа вскрытия водоносных горизон­тов в рыхлых отложениях, обеспечивающая эффективное вос­становление водопроницаемости пород в прифильтровой зоне после бурения.

Водоносные горизонты в мелких и среднезернистых песках рекомендуется вскрывать меловыми растворами плотностью

1, 25—1,3 г/см3, вязкостью 22—25 с, водоотдачей 5—10 см3/30 мин. Для вскрытия водоносных горизонтов в крупнозернистых песках и песчано-гравийных отложениях рекомендуется мело­вой раствор плотностью 1,35—1,4 г/см3, вязкостью 40—60 с, во­доотдачей 5—10 см3/30 мин, СНСю = 100 мгс/см2. В табл. 1 при­веден состав указанных растворов.

Таблица 1

* Материал	Расход на 1 к для песков	I3 раствора, кг для песчано — гранийных отложений
Мел молотый (марки А, Б)	300—400	500
Глина высококачественная	30—60	50—75
УЩР 14 : 2	100	100
Жидкое стекло	30—40	30—40
Крахмал	10—15	20
Паста алкилсульфатов (ЬЦебкинский химкомбинат)	2	2

Такие растворы при вскрытии пластов создают корку тол­щиной 3—5 мм, которую удаляют кислотной обработкой. Содер­жащиеся в кольматирующем материале глинистые частицы при этом разрыхляются, дезинтегрируют и утрачивают специфиче­ские свойства глин: легко взмучиваются, образуют тонкую, дол­го не оседающую взвесь, которую удаляют откачкой [63].

Кольматирующий материал удаляют путем создания кислот­ной ванны в зоне фильтра или обработкой призабойной зоны.

Глинистые растворы значительно ухудшают фильтрационные свойства призабойной зоны. Применяемые в настоящее время способы и технические средства разглинизации позволяют лишь частично восстановить фильтрационную способность призабой­ной зоны.

При вскрытии водоносных пород, представленных рыхлыми отложениями, применение глинистых растворов оправдано лишь в случаях сооружения бесфильтровых скважин, установки фильтров с коническими отверстиями (ФКО) и разглинизации методом обрушения через промывочные окна.

При установке фильтров с коническими отверстиями глини­стый раствор, загустевая и образуя корку, плотно облегает рабочую поверхность фильтра и удаляется при откачке только против конических отверстий, где образуются очаги дренирова­ния. Непосредственно у конических отверстий образуются поло­сти, устойчивость от обрушения которых обеспечивается сводо- образованием в песчаном грунте.

При сооружении бесфильтровых скважин эксплуатационный забой формируется путем разработки каверны в песках откач­кой. Кольматирующий материал удаляется с призабойной зо­ны вместе с песчаным грунтом.

В случае разглинизации способом обрушения пород приза­бойной зоны вместе с глинистой коркой через промывочные ок­на в зафильтровом пространстве образуется полость сложной конфигурации.

Во всех остальных случаях применение глинистых растворов при вскрытии водоносных пластов нецелесообразно.

В условиях, когда вследствие малых глубин статических уровней или интенсивного поглощения невозможно применить воду в качестве промывочной жидкости, положительные резуль­таты дает использование малоглинистых растворов при вскры­тии водоносных пластов в рыхлых отложениях небольшой круп­ности. Содержание твердой фазы в таких растворах не превы­шает 7—15%, что способствует уменьшению кольматации вскрываемых пластов, износа долот и увеличению механической скорости по сравнению с бурением с промывкой глинистыми растворами.

В ТГУЦР [69] такой раствор, полученный путем добавки к воде 4—8% глины и 1—2% КМЦ в качестве реагента-стабили­затора, применен при вскрытии водоносных пластов в разнозер­нистых песках скважинами с глубинами статических уровней до 3 м. Раствор имеет параметры: у = 1,06-^1,16 г/см3, 7’=35-^50 с, В = 6—7 см3/30 мин. Проведенные исследования показали, что эти растворы надежно удерживают стенки скважин от обвалов и обеспечивают вынос разрушенной породы без существенной кольматации водоносного пласта: удельные дебиты таких сква­жин на 25—30% выше, чем при вскрытии пластов с промыв­кой глинистыми растворами.

Эти растворы могут быть применены при вскрытии пластов скважинами с глубокими статическими уровнями.

Характерными свойствами обладают полифосфаты как до­бавки к буровым растворам с небольшим содержанием твердой фазы. Основная задача при вскрытии и обработке пластов рас­творами фосфатов состоит в том, чтобы достигнуть дефлокуля­ции (распада) глины. Свойства фосфатов в этом отношении многообразны и не стабильны во времени. С течением времени и в зависимости от температурного режима одна форма может переходить в другую и в дальнейшем возвращаться в исход­ную (реверсия).

Активными дефлокуляционными свойствами обладает тетра­фосфат натрия Р40ю№6 и гексаметафосфат натрия; последний обладает кислым pH (6—7). Глинистые растворы в кислой сре­де (с низким pH предрасположены к флокуляции. Для поддер­жания их во взвешенном состоянии увеличивают его pH добав­кой щелочи.

С помощью полифосфатов — кислого пирофосфата (КагНгРгО?) и тетраполифосфата (№зР4Оз) можно получить глинистый раствор с малой вязкостью и водоотдачей, который создает тонкую (0,5—0,8 мм) глинистую корку, легко разрушае­мую после установки фильтра. Полифосфаты применяют также для восстановления закольматированных фильтров.

Водно-гипановые растворы. Гипан (гидролизованный поли — акрилонитрил) в практике бурения на нефть применяют для снижения водоотдачи растворов при высоких температурах. В последние годы этот реагент успешно начали применять при бурении скважин на воду в центральных районах РСФСР и Среднем Поволжье [69]. Гипан поставляют в цистернах в виде водного реагента 15—17%-ой концентрации. Добавка 3—5% гипана к воде позволяет получить раствор с у= 1,02-г-1,05 г/см3 и высокой вязкостью (Т=454-72 с).

Гипановый раствор приготовляют, перемешивая его в гидро- смесителе, или непрерывным подливанием тонкой струйкой на храпок всасывающего шланга. Водно-гипановые растворы ре­комендуется применять при вскрытии водоносных пластов, сло­женных крупным песком и гравием, а также породами, дающи­ми при бурении крупный шлам, плохо транспортируемый водой или малоглинистыми растворами. При этом скорость бурения увеличивается в 2 раза, а удельные дебиты — в 2—4 раза по сравнению со скважинами, пробуренными с промывкой глинис­тыми растворами.

Водно-гипановые растворы позволяют предотвращать аварии и осложнения при бурении в поглощающих и склонных к обру­шению пластах. Гипан не обладает токсичностью, но вступает & реакцию с легкорастворимыми солями кальция и магния и об­разует при этом нерастворимые соли. Поэтому его рекомендует­ся применять в случаях, когда пластовая и применяемая для промывки воды содержат незначительное количество хлоридов кальция и магния.

Комментарии запрещены.