Ингибированные глинистые растворы. Сущность процессов ингибирования. Силикатные растворы и гипсовые

ГЭР ограничена, они не могут быть использованы при температу­рах выше 100° С.

Несомненным преимуществом ГЭР является низкая стоимость по сравнению с РНО (в 2—4 раза). ГЭР можно использовать для вскрытия продуктивных пластов и разбуривания соленосных пород.

ИНГИБИРОВАННЫЕ ГЛИНИСТЫЕ РАСТВОРЫ

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ИНГИБИРОВАНИЯ.

СИЛИКАТНЫЕ РАСТВОРЫ. ГИПСОВЫЕ РАСТВОРЫ

В течение последних 10—15 лет были разработаны системы глинистых растворов, получившие название ингибнрованных. Ин-гибированные растворы обладают следующими отличительными признаками: способностью повышать устойчивость глинистых по­род, слагающих стенки скважин; способностью предупреждать са­мозамес, т. е. диспергирование и переход в состав промывочной жидкости выбуренных глинистых пород; меньшей чувствительно­стью к действию электролитов; повышенной глиноемкостью.

В соответствии с установившейся терминологией ипгибнрова-ние заключается в частичной регулируемой коагуляции глинистых частиц, приводящей к образованию агрегатов при сохранении об­щей связнссти, т. е. к образованию структур тина б, в, г (см. рис. 1). В ингибнрованных системах агрегация глинистых частиц ограничивается соответствующими химическими реагентами, а дис­пергирование предотвращается двух- и более валентными катио­нами, вводимыми в глинистые растворы в качестве ингибиторов. Поливалентные катионы являются связывающим звеном между отдельными частицами глины. Поэтому с увеличением концентра­ции поливалентных катионов возрастает величина агрегатов гли­нистых частиц и прочность связи между частицами.

Способность повышать устойчивость глинистых пород основана на замещении в обменном комплексе глины одновалентных катио­нов поливалентными, хемосорбции поливалентных катионов и коа­гулирующем действии. Устойчивость глинистых пород повышается с увеличением валентности катионов и их концентрации. Этими же факторами обеспечивается предупреждение или, по крайней мере, уменьшение самозамеса. Меньшая чувствительность к дей­ствию электролитов, попадающих в глинистый раствор вместе с выбуренной породой, объясняется тем, что глинистые частицы в им гноироваином глинистом растворе уже подверглись частичной коагуляции обычно более сильным коагулятором, и сравнительно небольшие добавки электролитов не могут вызывать заметного действия в этих условиях. Однако если выбуренные породы содер­жат такое количество водорастворимых солей, что их коагулирую­щее действие превзойдет действие ингибиторов, то глинистый ра­створ может быть выведен из состояния регулируемой коагуляции.

Пнгибированные глинистые растворы делятся на две системы, отличающиеся друг от друга по характеру регулирования концен­трации свободных катионов: саморегулирующиеся системы и регу­лируемые системы.

В саморегулирующихся системах поддерживается небольшая, но постоянная концентрация ингибирующих катионов. В качестве источника поступления ингибирующих катионов в саморегулирую­щихся системах служат малорастворимые соли и гидраты окиси поливалентных металлов, имеющих небольшую растворимость. Указанные малорастворимые соединения ингибиторов добавляют в глинистый раствор в количествах, значительно превосходящих растворимость данного соединения. Вследствие этого в глинистом растворе содержатся одновременно ингибиторы в растворенной и нерастворениой (диссоциированной и неднесоциированнон) форме. Диссоциированные катионы активно влияют на состояние глини­стого раствора, а также на связность глинистых пород, слагающих стенки скважины, и на выбуриваемые глинистые породы. Умень­шение концентрации свободных катионов, происходящее вследст­вие адсорбции их породами и частицами в глинистом растворе, немедленно пополняется за счет растворения этих соединений, на­ходившихся в нераствореппом состоянии. Таким образом, концент­рация нерастворениой части ингибиторов постепенно уменьшается, а концентрация катионов остается постоянной. Периодически по­полняя глинистый раствор ингибиторами, поддерживают запасы нерастворениой части.

Недостатком саморегулирующихся систем ингибнрованных глинистых растворов является сравнительно низкая концентрация диссоциированных ингибирующих катионов. Наиболее распростра­ненными ингибирующими соединениями в саморегулирующихся системах являются гипс и известь, растворимость которых не превы­шает 0,2%. Как показал опыт применения ингибнрованных глини­стых растворов и специальные исследования, для эффективного повышения устойчивости глинистых пород, слагающих стенки скважины, необходимо, чтобы концентрация катионов Ca^2f была не меньше 2—3%- Вследствие того что соединений кальция и дру­гих поливалентных катионов, имеющих растворимость в пределах 2—3%, не найдено, для создания промывочных жидкостей с более надежным крепящим действием стали применять регулируемые системы.

В регулируемых системах применяют хорошо растворимые сое­динения ингибиторов, например таких, как хлористый кальцин. Растворимость хлористого кальция в воде достигает 40—60%. Сле­довательно, в регулируемых системах можно поддерживать необ­ходимую концентрацию свободных катионов кальция, что является кх положительным свойством. С другой стороны, повышенная кон центрация коагулирующих ионов в регулируемых системах со­здает значительные трудности в снижении водоотдачи и поддержа­нии необходимых реологических свойств.