КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
Классификации облегчают выбор промывочной жидкости при бурении. При этом определяющим моментом должны служить характерные признаки раствора и условия его применения. Единственной приемлемой во всех отношениях классификации промывочных жидкостей нет. Сложность заключается в том, что некоторые промывочные жидкости представляют собой дисперсные системы уже в исходном виде, другие можно относить к дисперсным системам лишь после циркуляции в скважине. Дисперсная фаза таких жидкостей представлена частицами разбуриваемых горных пород. Причем в ряде случаев стремятся увеличить содержание этой твердой фазы и ее дисперсность для получения промывочной жидкости с другими свойствами.
В промывочных жидкостях, которые уже в исходном виде представляют собой дисперсные системы, в процессе бурения изменяется состав дисперсной фазы. Нередко это изменение происходит не столько за счет увеличения количества компонентов, сколько вследствие активного физико-химического воздействия поступающих в жидкость частиц с дисперсионной средой. Для поддержания качества промывочной жидкости в нее добавляют так называемые химические реагенты, в дисперсной системе появляются новые компоненты.
В практике разведочного бурения в качестве исходных промывочных жидкостей используются:
1) вода;
2) водные растворы;
3) водные дисперсные системы на основе:
Добываемой твердой фазы (глинистые, меловые, сапропелевые, комбинированные растворы);
Жидкой дисперсной фазы (эмульсии); конденсированной твердой фазы;
Выбуренных горных пород (естественные промывочные жидкости) ;
4) дисперсные системы на углеводородной основе;
5) сжатый воздух.
В исключительных условиях для промывки скважин используются углеводородные жидкости (дизельное топливо, нефть).
Все дисперсные системы с твердой фазой могут быть с малым (до 7%), нормальным (до 20—22%) и повышенным содержанием (более 20—22%) твердой фазы.
Промывочные жидкости в определенных условиях искусственно насыщаются воздухом и переходят в категорию аэрированных. В воде и водных растворах воздух в зависимости от его содержания может выступать в качестве дисперсной фазы или дисперсионной среды. В последнем случае промывочные жидкости называют пенами.
Промывочные жидкости с водной средой делятся по степени и составу минерализации. По степени минерализации промывочные жидкости могут быть: 1) слабоминерализованными (менее 3%), 2) среднеминерализованными (3—10%), 3) высокоминерализованными (более 10% ). По составу минерализации они классифицируются в соответствии с названием соли, содержание которой является наибольшим — хлорнатриевая, ‘хлоркальциевая, силикатная и т. д. Промывочные жидкости могут быть устойчивыми к действию солей и неустойчивыми. В первом случае их называют солеустойчивыми.
По особенностям поведения в условиях повышенных забойных температур промывочные жидкости делятся на термоустойчивые и термонеустойчивые. Они могут быть термосолеустой-чивыми.
Все промывочные жидкости делятся на обработанные химическими реагентами и необработанные.
По назначению промывочные жидкости подразделяются на: 1) жидкости для нормальных геологических условий бурения (вода, некоторые водные растворы, нормальные глинистые растворы); 2) жидкости для осложненных геологических условий бурения.
По основному эффекту, достигаемому химической обработкой, промывочные жидкости для осложненных условий бурения можно подразделить на ингибированные, в которых структурообразование приостановлено на определенном уровне; солестойкие; термостойкие.
По способу приготовления промывочные жидкости бывают: 1) естественные; 2) искусственно приготовленные. К первым относятся вода, углеводородные жидкости и промывочные жидкости, получаемые в процессе бурения за счет постепенного образования дисперсной фазы из разбуриваемых пород, ко вторым — все остальные.
Наибольшее распространение в качестве промывочных жидкостей получили глинистые растворы. В целом их можно разделить на две группы; 1) нормальные; 2) специальные. К нормальным относятся растворы, не обработанные реагентами. Глинистые растворы, обработанные реагентами с целью направленного регулирования свойств применительно к конкретным геологическим и технологическим условиям, объединяются в специальные. Они получают название либо по наименованию основного активного компонента (ингибированные растворы — хлоркальциевые, ферросульфатные и т. д.), либо по технологическому названию (утяжеленные, растворы с противоморозными добавками и т. д.), либо по виду дисперсной системы (эмульсионные, аэрированные).
Часто в промывочную жидкость вводят добавки специального назначения (смазывающие, пластифицирующие, эмульгирующие и т. д.). Как правило, добавки имеют многофункциональное действие. Это приводит к тому, что промывочные жидкости одного и того же состава в зависимости от того, какая в данных геологических условиях функция является главной, могут по назначению относиться к различным типам, что еще более усложняет их классификацию.
Классификация промывочных жидкостей по составу приведена на рис. 9.