Ингибированные глинистые растворы. Сущность процессов ингибирования. Силикатные растворы и гипсовые, страница 2

Кроме уже названных (гипса, извести и хлористого кальция), в качестве ингибиторов могут быть использованы и другие неорга­нические соединения, в том числе жидкое стекло Na₂Si0₃, гидро­окись бария Ва(ОН)₂, ацетат кальция (СН₃СОО)₂Са. При инги-бировании ацетатом кальция сохраняется низкая вязкость и СНС и предупреждается высокотемпературное загустевание.

Исследования влияния гидроокисей двухвалентных металлов на свойства глинистых растворов показали, что в отличие от извести гидроокись бария Ва(ОН)₂ не вызывает загустевания глинистых растворов при высокой температуре и в то же время обеспечивает получение необходимых свойств промывочной жидкости и ингиби-рование. Ва(ОН)₂ более эффективно, чем известь, предупреждает диспергирование глины. Гидроокись бария добавляют в глинистый раствор в виде пентагидрата бария, причем ежедневный расход пентагидрата составляет примерно 150—200 кг. Одновременно с пентагидратом в глинистый раствор добавляют небольшое коли­чество понизителей вязкости и понизителей водоотдачи, а также 20—30 кг каустика для поддержания щелочности в пределах рН = = 8— 10. Замена извести гидроокисью бария способствует повыше­нию ингибирующего действия и уменьшению опасности высокотем­пературного загустевания глинистых растворов.

Ингибирование осуществляется не только неорганическими катионами, но и различными органическими соединениями и осо­бенно поверхностно-активными веществами.

Силикатные растворы. Силикатные растворы рекомендованы для повышения устойчивости стенок скважин, сложенных осыпаю­щимися аргиллитами или глинистыми сланцами. Согласно лабора­торным исследованиям, приведенным в книге Ф. Роджерса [80] образцы искусственных и естественных аргиллитов, помещенные в силикатные растворы, сохранялись в течение длительного вре­мени, в то время как в обычных глинистых растворах они быстро разрушались. Это послужило основанием для рекомендаций при­менять силикатные растворы с целью борьбы с осыпями глинистых пород. На практике подобные растворы не обеспечили предотвра­щения осыпей глинистых пород, хотя специалисты, проводившие эти работы, не потеряли надежды на успех. Одной из возможных причин недостаточно эффективного крепящего действия силикат­ных растворов является несоответствие между концентрациями жидкого стекла в растворах, которые использовались в лаборатор­ных опытах, и концентрацией его в силикатных глинистых раство­рах, использованных на практике. Так, по данным [80] минималь­ная концентрация жидкого стекла, при которой не наблюда­лось разрушения образца в течение недели, составляла 29%. Поддерживать такую высокую концентрацию жидкого стекла в глинистом растворе при бурении чрезвычайно трудно. Поэтому обычно концентрацию жидкого стекла снижают до 10—15%, что явно недостаточно для сохранения устойчивости осыпающихся глин.

В настоящее время известны и прошли промышленные испыта­ния следующие типы силикатных растворов: силикатно-глинистые, силикатно-солевые, силикатно-солевые малоглинистые и безглини­стые.

Силикатные глинистые растворы приготовляют из обычных гли­нистых растворов путем добавления жидкого стекла, реагентов-понизителей водоотдачи (обычно (КМЦ) и понизителей вязкости. Если реагенты готовятся непосредственно на буровой, то предвари­тельно необходимо заготовить 5—6%-ный раствор КМЦ с таким расчетом, чтобы общее количество сухого КМЦ составляло 0,5— 1% от объема циркулирующего глинистого раствора. Полученный раствор КМЦ лучше смешать с жидким стеклом и вводить эту смесь в начале циркуляционной системы или через специальный смеситель, если такой имеется на буровой. При раздельном вводе реагентов, если он производится до вскрытия осыпающихся гори­зонтов, целесообразно вначале ввести КМЦ, а затем жидкое стекло. Если же осыпающиеся глины вскрыты, то вначале необхо­димо ввести жидкое стекло и затем, после нескольких циклов цир­куляции, ввести КМЦ. Количество вводимых реагентов опреде­ляют по лабораторным данным, руководствуясь следующими поло­жениями.