Вводно-эмульсионные растворы
Для образования прочной нефтяной оболочки вокруг частиц воды, используются эмульгаторы. Водная фаза способствует поддержанию барита, увеличивает прочность геля и вязкость, выступает в роли агента регулирования водоотдачи и позволяет растворять многие химикаты.
Стабильность водно-нефтяной эмульсии измеряется данными электростабильности бурового раствора, однако если присутствует примесь хлорида магния, измерения могут быть неправильными. В этом случае проводят тест на водоотдачу.
Для работы с растворами на углеводородной основе имеются добавки, выступающие как эмульгаторы, загустители, диспергаторы и агенты контроля водоотдачи. Также существуют продукты для разработки рецептуры цементных буферов, которые способствуют смачиванию водой маслянистых поверхностей. Вязкость чистых растворов на углеводородной основе очень чувствительна к высокой температуре и требует повышенного внимания. Также часто используют большее количество извести для нейтрализации возможных кислых газов, таких как сероводород или углекислый газ.
Современные растворы на углеводородной основе, хотя и являются дорогими в производстве и применении, могут значительно снизить затраты на бурение скважин при правильных условиях их применения.
Их единственный недостаток это полное поглощение газа в растворе при высоком давлении и его резкий выброс при падении давления у устья скважины. Такой приток газа в ствол можно зафиксировать только тогда, когда он поднимается почти до поверхности.
СОЛЯНЫЕ РАСТВОРЫ
Соляные растворы используются при завершении скважины и её ремонте, когда важно достигнуть наименьшего содержания твердой фазы. Они иногда используются при бурении разведочных и оценочных скважин на этапе испытаний; для их эффективного использования они должны быть механически отфильтрованы перед применением.
Буровые растворы, состоящие главным образом из хлорида калия для уменьшением гидратации глины, или хлорида натрия для уменьшения размывания соляных пластов, иногда называются соляными растворами.
Хлорид кальция, бромид кальция и бромид цинка иногда используются в качестве основных элементов соляных растворов. Простым смешиванием этих трёх солей можно достичь плотности 1300 кг/м3. Вязкость раствора достигается добавлением полимеров типа НЕС или полисахарида.
ЭРОЗИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ
Эрозия ствола скважины из-за химических и физических реакций может привести к трудностям, связанным с оценкой каротажной диаграммы, цементажом, прихватам и затяжкам. Физическая эрозия может быть сведена к минимуму с помощью прокачивания бурраствора по затрубному пространству с небольшой скоростью. Химическая эрозия зависит от химической реакции между раствором и породой. Бурение массивного пропластка соли при помощи раствора на пресной воде является наиболее ярким примером нежелательной хим. реакции. Другим примером может послужить бурение трудного глинистого сланца при помощи не совместимого с ним бурраствора.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИССЛЕДОВАНИЙ БУРОВОГО РАСТВОРА
Химические и физические свойства бурраствора должны тщательно проверяться, чтобы обеспечить надлежащие Эксплутационные качества раствора в ходе бурения. Эти свойства регулярно проверяются на скважине и регистрируются в виде отчета. В отчёт (рапорт) заносят:
1) плотность (массу) бурраствора.
2) Реологические свойства.
а) вязкость по вискозиметру Марша;
б) структурная вязкость.
в) ДНС (ДИНАМИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИКЕ СДВИГА).
г) СНС (статистическое напряжение сдвига).
3) рН бурового раствора и щелочность раствора.
4) Фильтрационные характеристики:
а) толщина корки
б) водоотдача
5) Анализ фильтрата бурраствора
а) щелочность
б) концентрация соли (хлорида)
в) концентрация кальция и минеральных осадков
6) Анализ твердой фазы
а) содержание песка
б) общее сдеожание твердых частиц
в) содержание нефти
г) содержание воды
д) способность катионообмена
РН и ЩЁЛОЧНОСТЬ БУРРАСТВОРА
рН бурового раствора указывает на относительную кислотность и щелочность. На шкале рН диапазон кислотности может быть от ниже единицы до чуть выше семи, а диапазон щелочности – от 7 до 14. РН 7 – нейтрален. Буровые растворы почти всегда щелочные, с характерным диапазоном рН от 9.0 до 10.5; Однако растворы с высоким рН могут иметь диапазон о 12.5 до 13.0. рН бурового раствора влияет на дисперсность глин, растворяемость различных материалов реагентов, коррозию стальных материалов и реологические свойства раствора.
Существует 2 осноных способа определения рН бурраствора. Коллориметрический способ основан на эффекте, производимом добавками и щелочами на цвет определенных химических индикаторов, нанесеных на полоски специальной бумаги. Индикаторные полоски кладутся на поверхность бурраствора, и появившийся цвет сравнивается со стандартной таблицей. Электрометрический способ основан на напряжении, образующемся между специальными электродами, погруженными в бурраствор (рН-метр). Последний способ более точный; однако требует использования рН-метра.
Из-за того, что шкала водородного показателя логарифмична, при больших величинах значения водородного показателя становятся довольно неточными. Для таких случаев предпочтителен более прямой метод измерения щелочности. В небольшое количество фильтрата добавляется несколько капель индикаторного раствора. Появляется розовый цвет. При помощи пипетки измеренный объём стандартной добавки смешивается с пробой до тех пор, пока цвет не переменится из розового в естественный цвет фильтрата. Требуемый объём кислоты, поделенной на объём пробы есть Pf – фенолфталеиновая щелочность фильтрата.