Промивка свердловин.

1.12.1. Загальні відомості. У процесі проходки свердловини буровий розчин має виконувати наступні головні функції:

· очищати свердловину від шламу і виносити його на поверхню;

· утримувати частинки вибуреної породи у зваженому стані у разі припинення циркуляції розчину;

· охолоджувати породоруйнівний інструмент (коронку, долото) і полегшувати руйнацію породи;

· створювати тиск на стінки свердловини для запобігання їх обвалення;

· забезпечення збереження проникності продуктивного пласта при його розкритті з метою подальшої газо-, водо- та нафтовіддачі.

Всі існуючі системи промивки поділяються на дві

- система промивки з виходом промивочної рідини на поверхню;

- система промивки з внутрішньосвердловинною циркуляцією.

У залежності від напрямку циркуляції промивочної рідини по відношенню до бурового інструменту система промивочної рідини з виходом на поверхню здійснюється за трьома схемами циркуляції: прямій, зворотній та комбінованій (рис…). (Explain).

Пряма промивка відрізняється простотою виконання та забезпечує процес буріння в умовах поглинання промивочної рідини, але необхідність створення високої швидкості висхідного потоку рідини може призвести розмив стінок свердловини у м’яких породах.

Зворотня промивка підвищує вихід керну, особливо у пухких нестійких породах, забезпечує стійкість стінок свердловини, майже виключає можливість прихоплення бурового инструменту на вибої. Крім того, зворотня промивка надаю можливість забезпечити безперервне винесення керну, що дає можливість резко скоротити витрати на спуско-підйомні операції.

Комбінований спосіб поєднує у собі переваги прямого і зворотнього способів але вимагає застосування спеціальних пристроїв.

За певних умов іноді використовується і внутрішньо свердловинна циркуляція промивочної рідини. У такому випадку у якості промивочної рідини використовуються підземні води, або вода яка періодично підливається у свердловину. Така циркуляція застосовується при бурінні у нестійких породах з дуже низьким виходом керну, у разі сильного поглинання промивочної рідини (якщо ізоляція проникних зан економічно недоцільна), у безводних районах.

Промивочна рідина являє собою полідисперсну систему (частинки дисперсної фази мають неоднаковий розмір). За виглядом дисперсної фази промивочні розчини поділяються на рідину з твердою фазою (суспензії), рідкою (емульсії), газоподібною (аеровані розчини) та комбінована рідина.

За складом дисперсної фази промивочна рідини діляться на глинясті розчини, силікатно-гумінові, крейдові, розчини з дисперсною фазою з нафтопродуктів.

Залежно від геологічного розрізу промивочні рідина або обробляється хімічними реагентами або не обробляється. Перші використовуються у нормальних умовах (звичайні глинясті розчини), другі - за складних умов буріння.

1.12.2. Глинясті розчини. Являють собою суспензію глини (рос. взвесь) у воді. Якісний глинястий розчин за своїми властивостями наближається до колоїдного розчину. Якщо у глинястих частинок немає електричного заряду, вони припиняють відштовхуватися одна від одної та при зустрічі з’єднуються у агрегати частинок, які осідають під впливом сили ваги. Цей процес називається коагуляцією. У стані спокою якісні глинясті розчини переходять у стан який називається гелем (на зразок холодцю). Якщо струсити гель глинястого розчину він переходить у рідкий стан. Ця властивість глинястого розчину називається тиксотропією.

Тиксотропія має велике практичне значення для буріння. Якісний глинястий розчин при припиненні циркуляції у свердловині перетворюється на гель (рос. застудневает) і підтримує частинки породи у завислому стані, тобто запобігає їх осіданню на вибій та, відповідно сприяє безаварійному бурінню.

При бурінні слабоpв’язних пористих порід з використанням якісного глинястого розчину на стінках свердловин утворюється тонка щільна плівка, що підвищує їх стійкість, завдяки чому спрощується конструкція свердловини та зменшується витрата обсадних труб.

Найкращі для виготовлення глинястих розчинів монтморилонітові бентоніти) глини, у меншій мірі придатні для цього гідрослюдисті, але у практиці робіт найчастіше використовуються глини змішаного складу.

Бурові розчини залежно від гірничо-геологічних умов буріння повинні мати певні параметри, серед яких головні: щільність, в’язкість, статичну напругу здвигу, водовіддачу, кількість піску, колоїдальність та деякі інші.

Процес приготування глинястих розчинів досить складний і передбачає використання спеціальних глинястих станцій з різними типами глиномішалок.

Для отримання глинястих розчинів відповідної якості їх обробляють хімічними реагентами, серед яких зазвичай використовуються електроліти (коагулятори структурно-механічних властивостей глинястих розчинів, до яких відносяться сода, рідке скло, вапно, хлорид кальцію та натрію, фосфати), захисні колоїди (створюють захисний шар на глинястих частинках – ВЛР – вугле-лужний реагент, ТЛР –торфо-лужний реагент, сульфат спиртова барда – ССБ та багато інших), речовини спеціального призначення (поверхнево активні речовини – ПАР).

ПАР призначені для:

· підтримання природної проникності продуктивних пластів;

· зниження твердості гірських порід;

· емульгування – запобігання злипанню твердих частинок бурового розчину;

· підвищення мастильних властивостей промивочної рідини;

· аерація бурових розчинів (один з методів боротьби з поглинанням).

У практиці бурових робіт використовуються також так звані спеціальні глинясті розчини (емульсійні, обважнюючи та інші), неглинясті розчини (силікатно-гумінові, крейдові), природні тощо.