Промывочные жидкости и тампонажные смеси

Ивачев Л.М.
Донецкий национальный технический университет


Источник: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1987. – 244 с. С. 182-184.


В настоящее время для профилактики прихватов в сложных геологических условиях применяются следующие очистные агенты: специальные глинистые растворы (хлоркальциевые, известковые, малоглинистые, эмульсионные, аэрированные, утяжеленные); безглинистые промывочные жидкости (силикатно-гуминовые, меловые, солевые, растворы на нефтяной основе, эмульсии и суспензии на базе высокомолекулярных полимеров и др.); естественные жидкости на основе выбуренных пород.

Хлоркальциевые растворы предназначены для проходки неустойчивых пород (глины, глинистые сланцы, аргиллиты и др.). В фильтрате их содержится от 800 до 5000 мг/л ионов кальция. Глинистые растворы, обработанные известью или цементом, препятствуют набуханию и переходу глинистых пород в раствор. Эмульсионный глинистый раствор, содержащий нефть в виде мельчайших, равномерно распределенных капель, эффективен при перебуривании песчаников, глинистых и глинисто-карбонатных толщ, склонных к образованию сальников и пробок. Глинистые растворы, насыщенные воздухом, применяются для борьбы с поглощениями; вместе с тем, они улучшают очистку забоя и облегчают вынос шлама на поверхность. Утяжеленные глинистые растворы используются для повышения гидростатического давления при пересечении обваливающихся интервалов и пластов с высокими давлениями.

Силикатно-гуминовые и меловые растворы пригодны для бурения в осыпающихся аргиллитах, алевролитах и глинистых сланцах. Растворы на основе нефти и высокомолекулярных полимеров, а также композиционные составы, приготовленные на базе последних, предназначены для бурения в особо неустойчивых глинистых соленосных отложениях.

Эмульсионные промывочные жидкости снижают коэффициент трения инструмента о породу, вибрацию снаряда и, как следствие, замедляют процесс каверно- и желобообразования в слабоустойчивых соленосных и глиносодержащих толщах.

Солевые растворы применяются для бурения в зонах вечной мерзлоты, а насыщенные – в соленосных отложениях.

Для предупреждения геологических осложнений при проводке глубоких скважин на нефть и газ широко внедряются вязкоупругие составы. Улучшение условий очистки и выноса шлама может быть достигнуто путем введения в промывочную жидкость нефти и других турбулизирующих добавок. Ранняя турбулизация потока очень важна при алмазном бурении, где требуются малые расходы очистного агента, и при одностороннем движении последнего в кольцевом зазоре наклонно направленных и искривленных скважин.

Одним из эффективных путей предотвращения кавернообразования в хемогенных отложениях с пропластками глин является разработка эмульсий и суспензий на углеводородной основе с дисперсной фазой из перенасыщенных растворов или микрокристаллов солей. В качестве углеводородной основы можно рекомендовать раствор высокоокисленного битума в дизельном топливе. Химический состав солей насыщения дисперсной базы должен соответствовать составу проходимых пород, поэтому обычно берется хлористый магний и кальций. Введение смазывающих добавок значительно снижает коэффициент трения и величину силы прихвата.