Нормирование глинистых растворов

Параметры глинистых растворов выбираются в зависимости от вида осложнений и конкретных условий бурения. Для этого в каждом нефтегазодобывающем или разведочном районе разработаны специальные инструкции, которыми и следует руководствоваться в практической работе. В настоящем параграфе приводятся лишь ориентировочные сведения по данному вопросу. Исследованиями и многолетней практикой установлены следующие требования (нормы), предъявляемые к основным свойствам глинистых растворов.

В нормальных (с геологической точки зрения) условиях бурения плотность глинистого раствора в зависимости от качества разбуриваемых (или применяемых для приготовления глинистого раствора) глин принимается равной ϱ_p = 1,10 1,35 т/м³. Статическое напряжение сдвига, замеряемое через 1 мин, υ₁ = 145 195 мн/см², а замеряемое через 10 мин υ₁₀ = 295 490 мн/см². Условная вязкость по СПВ-5 равна 20—25 сек для растворов, не обработанных химическими реагентами, и 25—50 сек для химически обработанных глинистых растворов. Водоотдача В ≤ 10 см³ за 30 мин. Толщина глинистой корки К равна 1—2 мм, а липкость ее К_л = 0,25 (по А. А. Линевскому). Процентное содержание песка П ≤ 4% для роторного и П ≤ 2% для турбинного способов бурения. Стабильность С ≤ 0,03. Отстой О ≤ 5%. Концентрация водородных ионов рН ≥ 7 (обычно 7,5—9,0).

Для предупреждения водо-, газо- и нефтепроявлений и борьбы с ними необходимая плотность глинистого раствора определяется по формуле (1). Водоотдача принимается равной В = 10 см³ за 30 мин. Процентное содержание песка П ≤ 4% для роторного и П ≤ 2% для турбинного способов бурения. Концентрация водородных ионов рН = 9,0 9,5. Статическое напряжение сдвига υ₁ = 295 490 мн/см². Величина условной вязкости изменяется в зависимости от вида проявления. В случае газопроявлении Т ≤ 30 сек, нефтепроявлений Т ≤ 50 сек, водонроявлений Т ≥ 50 сек.

Для предупреждения обвалов стенок скважин и борьбы с ними плотность глинистого раствора выбирают в зависимости от величины горного давления (при этом обычно руководствуются опытом бурения в данном районе) и определяют по формуле (1).

Другие параметры глинистого раствора должны быть примерно такими: = 195 295 мн/см²; Т = 25 26 сек; В ≤ 5 см³ за 30 мин; П ≤ 4% для роторного и П ≤ 2% для турбинного способов бурения; рН = 10; К ≤ 2 мм; К_л = 0,25 (по А. А. Линевскому); для уменьшения липкости глинистой корки в ряде районов рекомендуется вводить в глинистый раствор добавки нефти или дизельного топлива в количестве 3—4%.

В целях предупреждения прилипаний и прихватов бурового инструмента в отдельных районах также рекомендуются добавки маслянистой нефти > 5% от объема глинистого раствора.

Для борьбы с поглощениями плотность глинистого раствора должна быть минимально возможной (иногда используется аэризо-ванный раствор с ϱ_p = 0,8 0,6 т/м³). Статическое напряжение сдвига принимается равным υ₁ = 785 1180 мн/см², причем в течение 10 мин эта величина должна возрастать не менее чем в 1,5—2 раза. Условная вязкость раствора должна быть Т ≥ 100 сек. Водоотдача В ≤ 10 см³ за 30 мин. При роторном бурении рекомендуются добавки в глинистый раствор различных инертных наполнителей (опилки, слюда, целлофан, подсолнечная лузга, отходы асбеста, хлопка, кожевенного производства, торф и т. п.).

При бурении глубоких скважин в сложных геологических условиях, при проходке направленных скважин для вскрытия продуктивных горизонтов в качестве промывочного агента часто используют растворы на нефтяной основе: высококальциевые, эмульсионные и известковые растворы.

В районах, сложенных мощными толщами карбонатных или сульфатных пород, можно применять естественные карбонатные, сульфатные или сульфатно-карбонатные водные растворы.

При разбуривании нефтегазоносных месторождений, содержащих продуктивные горизонты с весьма низким пластовым давленном, а также площадей, где наблюдаются катастрофические поглощения промывочной жидкости, исключающие применение последней, в качестве промывочного агента используются воздух или газ. Эти промывочные агенты практически незаменимы также при бурении в трещиноватых и кавернозных породах в районах, где с целью охраны поверхностных и грунтовых вод от загрязнения категорически запрещено использовать промывочные растворы, в пустынях и на других площадях, ощущающих острую нехватку воды, в районах Крайнего Севера и вечной мерзлоты с исключительно холодным климатом и т. д.