Очистка буровых растворов

Очистке буровых растворов уделяют особое внимание, так как поступающая в буровой раствор выбуренная порода, оказывает вредное влияние на его основные технологические свойства, а, следовательно, и на технико-экономические показатели бурения скважин - на стоимость скважины через скорость проходки, гидравлику, объемы разбавления для поддержания плотности, коэффициент трения бурильного инструмента, дифференциальные прихваты, потерю циркуляции, сальники на КНБК, износ бурового оборудования и инструмента и т.д. Кроме того, при накоплении шлама в буровой промывочной жидкости существенно снижается ее глинизирующая способность, что приводит к образованию толстой рыхлой корки на стенках скважины в зонах фильтрации и создает опасность обвалов.

За счет повышения плотности промывочной жидкости значительно возрастает вероятность поглощения и гидроразрыва пластов. Частицы пород, обладающие коагулирующими свойствами, например ангидрит, могут вызвать необратимую коагуляцию промывочной жидкости. Даже в естественных промывочных жидкостях крупные частицы — нежелательный компонент. Затраты на очистку бурового раствора, а также решение проблем, связанных с повышенным содержанием твердой фазы, составляют значительную часть общих расходов на бурение скважин.

Промывочные жидкости, не имеющие структуры и обладающие небольшой вязкостью, легко очищаются от шлама. Вязкие структурированные жидкости значительно труднее очищаются, так как ячеистая структура промывочной жидкости препятствует выпадению частиц. Для преодоления частицами породы сил трения при оседании требуются значительно большие усилия. Самыми прочными структурами обладают глинистые промывочные жидкости, поэтому они наиболее трудно очищаются от выбуренной породы. Обязательным условием хорошей очистки структурированной промывочной жидкости явля­ется возможность разрушения ее структуры.

Для обеспечения нормальных условий бурения необходимо, чтобы в очистной системе от промывочной жидкости отбиралось такое же количество горной породы, которое в нее поступает в процес­се циркуляции в скважине. У неглинистых и есте­ственных промывочных жидкостей в процессе очистки должны отделяться частицы, которые не могут служить полезной составляющей твердой фазы. Качество очистки характеризуется степенью очистки - количеством извлеченного шлама в процентах от общей массы, подлежащей удалению.

Методы очистки промывочной жидкости от шлама можно классифицировать следующим об­разом: естественные (желобная система и отстойники); принудительные - механические (сита); принудительные - гидравлические (центрифугирование в гидроциклонах и центрифугах); физико-химические (введение флокулянтов и разбавителей); комбинированные (сочетание приведенных выше методов).

Твердые частицы в буровой промывочной жид­кости делятся на коллоиды (менее 2 мкм), илы (2-80 мкм) и пески (более 80 мкм). Чем меньше размеры частиц, тем сложнее они выводятся из промывочной жидкости. Особую сложность представляет удаление излишней твердой фазы, представленной глинистыми разностями. Такие частицы в процессе бурения обычно быстро диспергируются до размеров исходной дисперсной фазы.