Буровые растворы. Что это и как классифицируются.

Буровые растворы (БР) – это обязательные составляющие компоненты технологии бурения. Все рабочие агенты, которые используют для разрушения пород и удаления выбуренной породы из ствола скважины. Например:

• вода, заливаемая в ствол при бурении шнековым буром;
• воздух, нагнетаемый для выдувания шлама из шпура;
• утяжеленный глинистый раствор, применяемый в разведочных скважинах, чтобы устранить возможность выброса при разбуривании пластов с высоким давлением;
• пена, используемая для выноса шлама из скважины, которую бурят на воду в ледниковых отложениях;
• сложная промывочная система, приготовляемая на основе нефти с применением эмульгаторов, стабилизирующих и структурирующих реагентов, для разбуривания пластов, содержащих коррозионно-агрессивные газы с температурами, превышающими 260° С.

Основной целью применения бурового раствора для добычи нефти и газа является эффективное заканчивание каждой скважины при минимальных ресурсных затратах. Поэтому современные и технологичные компоненты промывки ствола скважин играют немаловажную роль при нефтегазодобыче.

Появление новых материалов для буровых растворов решают проблемы повышения экологической безопасности при бурении, снижения стоимости и сроков добычи нефти и газа, проведения буровых работ в сложных условиях.

Функции бурового раствора

В процессе добычи нефти и газа буровой раствор выполняют следующие функции:

• Разрушение забоя скважины, особенно при разбуривании рыхлых пород, когда их размыв струей бурового раствора из насадок долота вносит не меньший вклад, чем механическое разрушение забоя долотом.
• Основной функцией бурового раствора является удаление выбуренной породы с забоя, транспортирование ее вверх по кольцевому пространству между бурильной колонной и стволом скважины и обеспечение возможности ее отделения на поверхности.
• Предотвращение притоков флюидов (нефти, газа, пластовой воды) из разбуриваемых проницаемых пластов.
• Поддержание устойчивости необсаженных интервалов в стволе скважины.
• Охлаждение и очистка долота.
• Уменьшение трения между бурильной колонной и стенками ствола скважины.
• Образование тонкой фильтрационной корки, которая перекрывает поры в разбуриваемых породах.
• Создание условий для сбора и интерпретации информации, которую можно получить при анализе бурового шлама, кернов и геофизических исследований (ГИС).

Ограничения, предъявляемые к БР и процессу промывки скважин:

• Не должен наносить вреда членам буровой бригады и ущерба окружающей среде.
• Не требовать применения необычных или дорогостоящих методов заканчивания пробуренной скважины.
• Не ухудшать проницаемость продуктивных горизонтов.
• Не вызывать коррозию или чрезмерный износ бурового оборудования.
• Не приводить к поглощению бурового раствора и не подвергать гидроразрыву пласты.

Классификация буровых растворов

Системы буровых растворов классифицируются по составу дисперсионной среды, которой могут служить вода, нефть, нефтепродукты или газ.

Когда главным компонентом является жидкость (вода, нефть или нефтепродукты), термин буровые растворы относится к суспензии твердых веществ в этой жидкости — это буровые растворы на водной или углеводородной основе.

Одновременное присутствие обеих жидкостей (воды и нефти) приводит к образованию эмульсии при условии перемешивания и наличия соответствующего эмульгатора. От химической природы эмульгатора зависит тип образующейся эмульсии: «нефть в воде», которую обычно называют нефтеэмульсионным раствором, или «вода в нефти», которую обычно называют «инвертной» эмульсией.

Таким образом выделяются следующие виды буровых растворов:

• Буровые растворы на водной основе
• Буровые растворы на углеводородной основе
• Буровые растворы на газовой основе