Лекция 19. Аэрированные растворы и пены

Аэрированные буровые растворы (АБР) широко применяются для борьбы с поглощениями и повышения показателей механичес­кого бурения, увеличения проходки на долото и скорости про­ходки. Опыт бурения показывает, что эти растворы улучшают технико-экономические показатели, повышают качество вскрытия продуктивных пластов.

Аэрация достигается введением в буровой раствор воздуха. Практически можно аэрировать любой раствор, однако используют в основном аэрированную воду и аэрированные глинистые растворы. Степень аэрации, т. е. отношение объемного расхода воздуха в нормальных условиях к объемному расходу жидко­сти, и расход смеси подбирают из условия выноса шлама и пре­дупреждения поглощения либо проявления. Применяются два способа аэрации буровых растворов: аэрация с помошью комп­рессоров высокого давления, химическая аэрация.

Степень аэрации при компрессорном способе составляет 20 –40 для аэрированных жидкостей, 100 и более для пен, при химической аэрации – 0,6 – 0,8. Благодаря высокой степени аэрации дисперсионная среда пен находится в виде пленки, что и определяет их агрегативную неустойчивость из-за разрыва пленок под воздействием различных факторов.

Технология получения и применения аэрированных жидкостей, пен в буровой технологии излагается в специальной литературе.

Особенностями технологических свойств аэрированных бу­ровых растворов являются: пониженная плотность, при компрессорном способе аэрации плотности в нормальных условиях может быть снижена до 100 кг/м³, при химической аэрации— до 700 кг/м³; повышенная вязкость; несущая cpeдa в восходя­щем потоке аэрированного раствора—в основном жидкость;

повышенная коррозионная активность; значительная сжимаемость.

Преимуществами бурения с промывкой аэрированными рас­творами являются: 1) возможность предотвращения и ликвида­ции различных по интенсивности поглощений буровых растворов вследствие низкой плотности и повышенной вязкости; 2) увели­чение показателей работы долота благодаря низкому дифферен­циальному давлению на забой, применению ПАВ (возможно обеспечение нулевого или отрицательного дифференциального давления на забое); 3) повышение качества вскрытия продук­тивных пластов с относительным давлением р<1 в результате уменьшения гидростатического давления и применения ПАВ; 4) повышение мощности

на турбобуре при компрессорном спо­собе аэрации.

К недостаткам аэрированных буровых растворов относятся:

введение ингибиторов коррозии для уменьшения коррозии бу­рильной и обсадной колонн, устьевого оборудования;

установка подпорных насосов, так как при содержании в рас­творе более 10% воздуха условия всасывания насосом аэриро­ванного раствора ухудшаются, подача насосов резко падает и может даже прекратиться;

применение дополнительного оборудования, в частности компрессоров высокого давления, пеногераторов.