Метод разработки бурение, страница 64

Кальцинированная сода (Na₂CO₃) — мелкокристаллический по­рошок, в зависимости от чистоты имеет цвет от белого до светло­серого. Выпускается в безводном виде или содержит кристалличе­скую воду до 60 %.

Концентрацию водных растворов определяют по плотности растворов.

Кальцинированную соду применяют для обработки глинистых растворов в виде водных растворов 15%-ной концентрации. В воде она растворяется относительно медленно.

При взаимодействии с солями кальция сода связывает по­следний в практически нерастворимый углекислый кальций (мел), коагулирующее действие которого много слабее, чем действие рас­творимых солей кальция. При взаимодействии с ионом кальция, находящимся в обменном комплексе глины, связывает кальций в углекислую соль; ион натрия занимает место иона кальция в обменном комплексе, улучшая стабильность раствора. Кальци­нированная сода — основной реагент для связывания ионов каль­ция.

Из фосфатов натрия, применяемых в бурении скважин, наи­более распространены триполифосфат и гексаметафосфат, пред­ставляющие собой бесцветные стекловидные куски или пластинки. Они медленно растворяются в воде, нагревание ускоряет этот процесс. Фосфаты действуют на глинистые растворы как разжи­жители, однако эффективность разжижения меньше по сравнению с органическими соединениями, рассмотренными выше.

Вследствие способности разлагаться при повышении темпера­туры разжижающий эффект кратковременный, что позволяет при­менять полифосфаты или в неглубоких скважинах, или при не­обходимости кратковременного разжижения (например, для про­ведения геофизических исследований).

Реагенты, поставляющие ионы кальция

Одно из средств, уменьшающих чувствительность глинистого раствора к минерализации,— обработка растворов веществами, по­ставляющими ионы кальция. При известковой обработке эти ионы поставляются с необходимыми для этой цели гидроксильными ионами.

Гашеная известь (Са (ОН)₂ — гидроксил кальция) поставля­ется в виде кусковой жженой извести, которая перед употребле­нием гасится водой и получается белый порошок-гидроокись. Его можно долго хранить в сухом виде, но он быстро превращается в неэффективный углекислый кальций при хранении во влажном виде или в растворе. Растворимость гидроксила кальция в воде очень мала, поэтому ее применяют в виде известкового молока — водной суспензии, содержащей в 1 м³ до 300—400 кг извести. При введении в глинистый раствор часть извести, находящейся в растворенном состоянии, взаимодействует с глиной (известко­вание). По мере связывания гидроксила кальция новое количе­ство ее поступает в раствор до тех пор, пока вся известь не будет израсходована. В качестве разжижителей глинистых растворов, обработанных известью, применяют ССБ, нитролигнин и другие, а в качестве понизителей водоотдачи — УЩР, КССБ, КМЦ и др.

Гипс (CaSO4) используют вместо извести для предотвращения образования алюмосиликатов. При действии высокой температуры (свыше 130°С) на глинистые растворы, содержащие известь, их качество ухудшается вследствие образования нерастворимых алю­мосиликатов кальция. При этом происходит интенсивное засту­дневание раствора, по при применении гипса застудневания не наблюдается. Разжижителями таких растворов служат производ­ные ССБ, в основном хромлигносульфонаты. Растворимость гипса так же мала, как и извести.

Хлористый кальций (СаСЬ) в количестве 2—3 % применяют для получения более высоких концентраций ионов кальция в   фильтрате  глинистых   растворов.   Растворы   с  добавкой   СаС1₂

называются хлоркальциевыми (высококальциевыми). Хлористый кальций представляет собой бесцветные кристаллы, легко раство­римые в воде, и его применяют в глинистых растворах совместно со стабилизаторами—КССБ или КМЦ.

Реагенты-структурообразователи

Поваренная соль (NaCl) используется для усиления структур­но-механических свойств глинистых растворов, приготовленных из натриевых или натриево-кальциевых глин и стабилизированных УЩР. В глинистый раствор вводится около 0,5—1,0 % раствора хлористого натрия 10—15 %-ной концентрации. Структурные свой­ства глинистого раствора сначала возрастают, но после длитель­ного перемешивания несколько ослабевают. Водоотдача глинистых растворов при такой обработке увеличивается незначительно.