Буровые растворы на нефтяной основе (РНО)

К этому типу растворов относятся трехфазные системы, дис­персионной средой которых являются нефтепродукты (сырая нефть, дизельное топливо), а дисперсной фазой — битумы, органофиль-ные глины, наполнители (утяжелитель, мел, асбест, твердые дис­персные материалы и др.), а также эмульгированная вода различ­ной минерализации. К растворам на нефтяной основе относятся как нефтяные растворы, содержащие воду до 5... 10 %, так и эмуль­сии, концентрация воды в которых может доходить до 95 %.

Растворы на нефтяной основе не снижают продуктивность пла­стов, обеспечивают возможность бурения в неустойчивых, набу­хающих или расширяющихся в водной среде породах, предотвра­щают сальникообразование и прихваты инструмента, обладают сма­зочными свойствами, что облегчает спускоподъемные операции

снижает возможность аварий. Эти системы не обладают элек­тропроводимостью, предохраняют инструмент от 2耀ррозии. К не­достаткам РНО относятся:

невозможность проведения стандартного электрокаротажа;

трудность регулирования структурно-реологических свойств;

существенная зависимость вязкостных и тиксотропных свойств от температуры и давления, что затрудняет поддержание необхо­димого уровня структурообразования в забойных условиях;

трудность в поддержании свойств при попадании воды и других загрязняющих добавок;

отрицательное влияние на резиновые детали, контактирующие с раствором;

сложность приготовления.

Эмульсионные растворы.Эмульсия — это двухфазная система, состоящая из мельчайших капелек «масла», расположенных в воде, или мельчайших капелек воды, распределенных в «масле». Под «маслом» подразумевается любое органическое вещество, в част­ности нефть и ее продукты.

Если смешиваются только вода и «масло», то образующиеся при перемешивании капельки будут сливаться (коалесцировать) после прекращения размешивания и образовывать отдельные слои. Этого не произойдет, если к смеси «масла» и воды добавить в небольшом количестве третье вещество, называемое эмульгато­ром, которое распределяется на поверхности капель, уменьшая поверхностное натяжение и вызывая отталкивание их друг от дру­га. От обычных глинистых растворов эмульсионные глинистые ра­створы отличаются присутствием в системе дополнительного ком­понента в виде мельчайших капелек нефти или некоторых продук­тов ее переработки.

Эмульсионные глинистые растворы можно приготовлять из са­мых различных исходных глинистых растворов. В качестве эмульга­торов используют крахмал, натриевую карбоксиметилцеллюлозу, бентонит, лигниты, натриевые, калиевые и алюминиевые соли высших жирных кислот и другие вещества. У большинства глинис­тых растворов эмульгатором является само глинистое вещество, поэтому эмульсия может образоваться и без добавления специаль­ного эмульгатора. Однако в этих случаях периодическое добавле­ние эмульгаторов необходимо для получения более устойчивой эмульсии.

Нефть и эмульгатор предпочтительно вводятся в глинистый ра­створ по специальной линии, подводящей «масло» к приему буро­вого насоса. При такой подаче обеспечивается лучшее перемеши­вание и, следовательно, эмульгирование раствора. Нефть и эмуль­гатор в раствор следует добавлять после спуска нового долота на забой и немедленно после наращивания буровой колонны, чтобы Избежать перерыва в процессе эмульгирования. Химическая обра-

ботка эмульсионного раствора во время его приготовления в про­цессе бурения производится обычным способом. В зависимости от заданных параметров (плотности, водоотдачи, структурно-меха­нических свойств) количество нефтяного компонента в эмульси­онном растворе может колебаться в пределах от 8 до 50 %.

Для интенсивного эмульгирования вводимых в глинистый ра­створ нефтяных компонентов применяются диспергаторы различ­ных конструкций.

Нефтяные растворы.Для бурения в осложненных условиях, а главным образом для вскрытия продуктивных пластов, приме­няют промывочные жидкости на неводной основе, в которых дис­персионной средой является не вода, а продукты нефти.

В отечественном бурении находят применение два вида нефтя­ных растворов:

с дизельным дистиллятором или дизельным топливом (диспер­сионная среда), стабилизированный натриевым мылом окислен­ного парафина. В состав такого раствора входят: 10...20 % битума; 1,5... 3,0 % натриевого мыла окисленного парафина; 0,7... 1,5 % ед­кого натра; 1,5% воды; остальное (до 100%) — нефтяная основа (дизельный дистиллят или дизельное топливо);

на основе дистиллятных нефтепродуктов (дисперсионная сре­да), стабилизированный натриевым мылом окисленного петрола-тума. В состав такого раствора входят: 2... 5 % натриевого мыла окис­ленного петролатума; 15... 25 % окисленного битума; остальные ком­поненты — в том же количестве, что и в растворе первого типа.

Плотность растворов на нефтяной основе может изменяться в широком диапазоне. Неутяжеленный раствор обычно имеет плот­ность 900 кг/м³, при утяжелении он может быть доведен до 2200...2500 кг/м³.

Процесс приготовления раствора на нефтяной основе заключа­ется в растворении битума и окисленного нефтепродукта (петро­латума или парафина) в дисперсионной среде (дизельном топли­ве, дистиллятных нефтепродуктах).

Вязкость и статическое напряжение сдвига раствора на нефтя­ной основе регулируется изменением концентраций химических реагентов, в качестве которых выступает мыло, а также концентра­ции твердой фазы — частичек битума. Добавление в систему орга­нических кислот разжижает раствор, а добавление щелочи произ­водит противоположное действие: вязкость раствора увеличивается.

Одним из основных преимуществ растворов на нефтяной осно­ве является их крайне незначительная фильтрация через пористые породы. Нередко фильтрация полностью отсутствует.

При бурении с использованием РНО необходимо применять детали, изготовленные из резины специальных нефтестойких сор­тов. Так как нефтяные продукты, используемые для приготовле­ния растворов в качестве основы, не проводят электрический ток,

возникают затруднения во время проведения электрометрических работ. Растворы на нефтяной основе дороги, поэтому при бурении в обвязке буровых насосов предусматриваются дополнительные сооружения для предупреждения потерь раствора (крытая цирку­ляционная система, соответствующее оборудование устья сква­жины, позволяющее собрать раствор в случае переливания его через устье, и т. п.). Особую осторожность следует проявлять в свя­зи с легкой воспламенимостью нефтяной основы. При работе с эти­ми растворами требуется строгое соблюдение $сех правил проти­вопожарной безопасности и проведение необходимых профилак­тических мероприятий.