|
3) При смешивании бурового раствора на калиевой основе с морской водой стабильность сланца значительно повышается, если из раствора удаляется большинство ионов кальция и магния. Фиксация калия глинами это явление, на протяжении многих лет известное в химии грунтов. Калий будет реагировать в вышеописанном порядке с многими смектитовыми глинами, но не со всеми. Таким образом, стабильность сланца достигается при использовании иона калия путем ограничения разбухания глин и уменьшения гидратационных напряжений. Изношенные края, образовавшиеся на стенках ствола скважины, которые послужили бы каналами для дальнейшего поглощения воды и, в конечном счете, инициирования трещины, смыкаются и поддерживаются небольшими посредством реакции глины с этим ионом. Ограничение осмотической гидратации должно зависеть от общей солености бурового раствора. Различные коллоидные материалы, присутствующие в буровом растворе, дополнительно ограничивают гидратацию сланца, в частности, если коллоиды являются анионными. В качестве ингибиторов применяют соли однои двухвалентных металлов (хлориды и силикаты натрия и калия, хлориды и сульфаты кальция и магния и другие), мыла жирных кислот и кремнеорганические соединения. В соответствие с ингибирующей добавкой буровые растворы традиционно делятся на кальциевые, калиевые, силикатные, гидрофобизующие и другие [7]. Естественно, что выбор компонентного состава таких растворов должен зависеть от характеристики глинистых пород. Так, например, в слаболитифицированных глинах, в которых основным породообразующим минералом является натриевый монтмориллонит, ингибитор должен изменять обменный комплекс глин, т.е. возможно использование хлоркалиевого или хлоркальциевого раствора. В увлажненных глинисто-мергелистых породах на первое место выходят диффузионно-осмотические массопереносы, что связано с тем, что минерализация поровой воды, как правило, выше минерализации 40 |
• образования в микротрещинах и порах конденсацоиннокристализационной структуры и других. В качестве ингибиторов применяют соли однои двухвалентных металлов (хлориды и силикаты натрия и калия, хлориды и сульфаты кальция и магния и другие), мыла жирных кислот и кремнеорганические соединения. В соответствие с ингибирующей добавкой буровые растворы традиционно делятся на кальциевые, калиевые, силикатные, гидрофобизующие и другие. Естественно, что выбор компонентного состава таких растворов должен зависеть от характеристики глинистых пород. Так, например, в слаболигифицированных глинах, в которых основным породообразующим минералом является натриевый монтмориллонит, ингибитор должен изменять обменный комплекс глин, т.е. возможно использование хлоркалиевого или хлоркальцпевого раствора. Перевод натриевой глины в кальциевую будет способствовать уменьшению процессов набухания и меньшим (поверхностным) разрушениям стенок скважины, а не объемному как у натриевой глины. В увлажненных глинисто-мергелистых породах на первое место выходят диффузионно-осмотические массопереносы, что связано с тем, что минерализация норовой воды, как правило, выше минерализации бурозого раствора. Следовательно, необходимо увеличивать минерализацию фильтрата, т.е. использовать, например, полпмер-солевые системы. Существует методика выбора комплекса мероприятий для предупреждения и ликвидации осложнений, связанных с нарушением устойчивости пород в процессе бурения (РД 39-0147009-723-88) [39], которая предлагает осуществлять выбор бурового раствора в зависимости от категории устойчивости и гидратаииониой способности глинистых пород (Таблица 3.1). Из широкого класса ингибирующих буровых растворов наибольшее распространение получили калиевые, силикатный, кальциевые, известковые и гипсовые растворы. 50 |