Физико-химические методы очистки

Эти методы очистки представлены флокуляцией, разбавлением и коагуляцией (применяется и комбинирование этих методов). Они используются также при полном выведении глинистой твердой фазы из промывочной жидкости.

Флокуляция заключается во введении реагента-флокулянта (обычно полимерного), который обеспечивает флокуляцию частиц выбуренной породы с последующим осаждением в отстойниках. Примером такого флоклянта могут служить реагенты: Суперфлок, Карбофлок, Унифлок, Прае-стол, «Комета-Метеор-17», ПАА и др.

Часть реагентов флокулирует твердую фазу избирательно, т. е. обладает селективным действием. Так, частично гидролизованный полиакриламид интенсифицирует или стабилизирует процесс диспергирования монтмориллонита и флокулирует каолиновые, гидрослюдистые и другие дисперс­ные частицы горных пород. Наиболее активны в качестве флокулянтов акриловые полимеры. Концентрация их колеблется от 0,01 до 0,15 %.

Коагуляция используется для частичного или полного вывода твердой фазы из раствора. При частичном выводе твердой фазы коагулятор вводится совместно с флокулянтом. При полном выводе твердой фазы необходимо создать условия для гидрофобной коагуляции, увеличивая концентрацию коагулянта. В качестве коагулянтов при очистке используются галогенсодержашие соединения Al, Fe, Ni, Co, Na, Ca, A1SO₄, а также полиакрилаты, полиакриламины, полиамины в количестве от 0,01 до 5 %.

В «ИКФ» разработан высокомолекулярный флокулянт ГРИНДРИЛ-ФЛ специально для утилизации буровых растворов на водной основе с различной степенью минерализации. Его применение вместе с катионным коагулянтом КФ-91 М позволяет вести флокуляцию до полного осветления воды при малой степени разбавления (от 1:0,2 до 1:0,4). Оба реагента работоспособны в широком диапазоне рН = от 4 до 10. Активность флокулянта ГРИНДРИЛ-ФЛ мало зависит от структуры и распределения зарядов на поверхности частиц твердой фазы и поэтому менее чувствителен к изменению типа выбуренной породы в процессе углубления скважины.

Оба реагента поставляются в жидком виде, что делает их технологичными в применении. КФ-91М - в виде 40 % водного раствора, ГРИНДРИЛ-ФЛ - в виде концентрированной эмульсии полимера в органическом растворителе. Они применяются в форме разбавленных водных растворов (2-2,5 % на товарный продукт). Рабочие растворы коагулянта и флокулянта дозируются в основной поток специальными насосами с тонко регулируемой подачей.

При бурении скважин на месторождениях, которые находятся в заповедных зонах или в местах с ужесточенными экологическими ограничениями по землепользованию, где бурение скважин с применением сточных амбаров запрещено, разработан и уже применяется в мировой практике (в т.ч. в России), так называемый безамбарный способ бурения, который осуществляется с помощью Флокуляционно-коагуляционной установки (ФКУ, FCU).

Установка ФКУ включает в себя блок химической обработки, помещенный в контейнер, а также смонтированную на металлической раме, деконтирующую центрифугу, укомплектованную питающим винтовым насосом с изменяющейся скоростью подачи. Установка комплектуется также электрической системой управления, сведенной на пульт управления, а также всеми обвязочными материалами: трубами, шлангами с быстросъемными соединениями и вентилями.

Разбавление применяется при резком увеличении реологических параметров промывочной жидкости, когда даже крупные частицы не сепарируются и очистных системах. Разбавление ведется водой или очищенной промывочной жидкостью с низкими реологическими параметрами. Разбав-ляющий компонент вводят в приустьевую часть циркуляционной системы скважины и обеспечивают условия, благоприятствующие перемешиванию.

Снижение влияния выбуренных частиц породы на реологические свойства промывочных жидкостей достигается кроме флокуляции использованием превентивных мер — введением ингибирующих промывочных жидкостей, позволяющих снизить диспергирование глинистых пород и тем самым существенно сократить наработку естественных промывочных жидкостей. К ингибирующим добавкам к промывочным жидкостям относится группа неорганических (СаС1₂, КС1, NaCl и др.) и широкий спектр органических реагентов.