Бурові розчини на нафтовій основі (РНО)
До цього типу розчинів належать трифазні системи, дисперсійним середовищем яких є нафтопродукти (сира нафта, дизельне паливо), а дисперсною фазою - бітуми, органофільні глини, наповнювачі (обтяжувач, крейда, азбест, тверді дисперсні матеріали та ін.), а також емульгована вода різної мінералізації. До розчинів на нафтовій основі відносяться як нафтові розчини, що містять воду до 5. 10%, так і емульсії, концентрація води в яких може сягати 95%.
Розчини на нафтовій основі не знижують продуктивність пластів, забезпечують можливість буріння в нестійких породах, що набухають або розширюються у водному середовищі, запобігають сальникоутворенню та прихвату інструменту, мають мастильні властивості, що полегшує спускопідйомні операції.
знижує можливість аварій. Ці системи не володіють електропровідністю, оберігають інструмент від 2розрозії. До недоліків РНО відносяться:
неможливість проведення стандартного електрокаротажу;
складність регулювання структурно-реологічних властивостей;
суттєва залежність в'язкісних та тиксотропних властивостей від температури та тиску, що ускладнює підтримку необхідного рівня структуроутворення у вибійних умовах;
труднощі у підтримці властивостей у разі потрапляння води та інших забруднюючих добавок;
негативний вплив на гумові деталі, що контактують із розчином;
Емульсійні розчини.Емульсія —це двофазна система, що складається з дрібних крапельок «олії», розташованих у воді, або дрібних крапельок води, розподілених в «олії». Під «олією» мається на увазі будь-яка органічна речовина, зокрема нафту та її продукти.
Якщо змішуються лише вода та «масло», то утворюються при перемішуваннікрапельки зливатимуться (коалесцювати) після припинення розмішування і утворюватимуть окремі шари. Цього не станеться, якщо до суміші «олії» і води додати в невеликій кількості третю речовину, звану емульгатором, яка розподіляється на поверхні крапель, зменшуючи поверхневий натяг і викликаючи відштовхування їх один від одного. Від звичайних глинистих розчинів емульсійні глинисті розчини відрізняються присутністю в системі додаткового компонента у вигляді дрібних крапель нафти або деяких продуктів її переробки.
Емульсійні глинисті розчини можна готувати з різних вихідних глинистих розчинів. Як емульгатори використовують крохмаль, натрієву карбоксиметилцелюлозу, бентоніт, лігніти, натрієві, калієві та алюмінієві солі вищих жирних кислот та інші речовини. У більшості глинистих розчинів емульгатором є сама глиниста речовина, тому емульсія може утворитися без додавання спеціального емульгатора. Однак у цих випадках періодичне додавання емульгаторів необхідне отримання більш стійкої емульсії.
Нафта і емульгатор переважно вводяться в глинистий розчин спеціальної лінії, що підводить «олію» до прийому бурового насоса. При такій подачі забезпечується краще перемішування та, отже, емульгування розчину. Нафту і емульгатор до розчину слід додавати після спуску нового долота на забій і негайно після нарощування бурової колони, щоб уникнути перерви в процесі емульгування. Хімічна обра-
робота емульсійного розчину під час його приготування в процесі буріння проводиться звичайним способом. Залежно від заданих параметрів (щільності, водовіддачі, структурно-механічних властивостей) кількість нафтового компонента вемульсійний розчин може коливатися в межах від 8 до 50 %.
Для інтенсивного емульгування нафтових компонентів, що вводяться в глинистий розчин, застосовуються диспергатори різних конструкцій.
Нафтові розчини. Для буріння в ускладнених умовах, а головним чином для розкриття продуктивних пластів, застосовують промивні рідини на неводній основі, в яких дисперсійним середовищем є не вода, а продукти нафти.
У вітчизняному бурінні застосовують два види нафтових розчинів:
з дизельним дистилятором або дизельним паливом (дисперсійне середовище), стабілізований натрієвим милом окисленого парафіну. До складу такого розчину входять: 10. 20% бітуму; 1,5. 3,0% натрієвого мила окисленого парафіну; 0,7. 1,5% їдкого натру; 1,5% води; інше (до 100%) - нафтова основа (дизельний дистилят або дизельне паливо);
на основі дистилятних нафтопродуктів (дисперсійне середовище), стабілізований натрієвим милом окисленого петрола-туму. До складу такого розчину входять: 2. 5% натрієвого мила окисленого петролатуму; 15. 25% окисленого бітуму; інші компоненти — у тому кількості, що у розчині першого типу.
Щільність розчинів на нафтовій основі може змінюватись у широкому діапазоні. Необтяжений розчин зазвичай має щільність 900 кг/м 3 при обтяженні він може бути доведений до 2200. 2500 кг/м 3 .
Процес приготування розчину на нафтовій основі полягає у розчиненні бітуму та окисленого нафтопродукту (петролатуму або парафіну) у дисперсійному середовищі (дизельному паливі, дистилятних нафтопродуктах).
В'язкість і статичну напругу зсуву розчину на нафтовій основі регулюється зміною концентрацій хімічних реагентів, як виступає мило, атакож концентрації твердої фази - частинок бітуму. Додавання до системи органічних кислот розріджує розчин, а додавання лугу справляє протилежну дію: в'язкість розчину збільшується.
Однією з основних переваг розчинів на нафтовій основі є їхня вкрай незначна фільтрація через пористі породи. Часто фільтрація повністю відсутня.
При бурінні з використанням РНВ необхідно застосовувати деталі, виготовлені з гуми спеціальних нафтостійких сортів. Так як нафтові продукти, що використовуються для приготування розчинів як основа, не проводять електричний струм,
виникають складнощі під час проведення електрометричних робіт. Розчини на нафтовій основі дороги, тому при бурінні в обв'язці бурових насосів передбачаються додаткові споруди для запобігання втратам розчину (крита циркуляційна система, відповідне обладнання гирла свердловини, що дозволяє зібрати розчин у разі переливання його через гирло, тощо). Особливу обережність слід виявляти у зв'язку з легкою займистістю нафтової основи. При роботі з цими розчинами потрібне суворе дотримання всіх правил протипожежної безпеки та проведення необхідних профілактичних заходів.