Технология

Для бурения скважин используется буровой раствор, основные компоненты которого: вода, бентонит и специальные добавки для конкретных геологических условий. Учитывая процесс горизонтально-направленного бурения, важно определиться с необходимым качеством бурового раствора, характеризующийся по его свойствам и определиться со способом его контроля.

В отличие от вертикальной скважины, путь оседания выбуренного шлама в горизонтальной скважине очень короткий. Поэтому при проходке такой скважины чрезвычайно важным свойством промывочного раствора является его способность удерживать выбуренную породу во взвешенном состоянии при низких скоростях течения и при полной остановке движения раствора. В реологии для буровых растворов важным показателем является его высокая несущая способность (высокий предел текучести YP), а важнейшим возможность быстрого образования геля и его перехода в жидкое состояние с течением времени (за это отвечает СНС). Высокий показатель YP промывочного раствора предотвращает оседание бурового шлама на нижнюю стенку при циркуляции, обеспечивает чистый канал и легкое затягивание трубы в скважину. Способность быстро образовывать гель в ГНБ важно т.к. концентрация шлама в кольцевом пространстве в ГНБ большая и крайне важно удержать в взвеси шлам, не давая ему оседать и уплотняться.

Кроме того, промывочный раствор должен укреплять стенки скважины, которая, как правило, проходится в рыхлых, слабо устойчивых грунтах. Высоковязкие растворы с недостаточным пределом текучести не могут столь эффективно укреплять стенки скважины в рыхлых грунтах. Кроме того, они теряют много энергии в форсунках и поэтому недостаточно эффективно размывают породу. При высокой вязкости раствора нередко приходится повышать давление, создаваемое насосом в буровой системе, что увеличивает вероятность появления прорывов буровой жидкости на поверхность земли – а это является недопустимым явлением для технологии ГНБ. Поэтому работа на высоковязком растворе — это скорее вынужденная мера в некоторых случаях, чем технически обусловленная необходимость.

Оптимальный раствор для проходки горизонтальной скважины должен иметь умеренную вязкость при высоком пределе текучести. Такой раствор является достаточно жидким, чтобы легко прокачиваться по буровым штангам и форсункам на породоразрушающем инструменте, сохраняя при этом энергию гидравлической струи для разрушения грунта за счет гидромониторного эффекта. Производительность работ при использовании таких растворов возрастает — по сравнению с работой на высоковязких растворах. При потере скорости движения в затрубном пространстве скважины этот тип растворов увеличивает свою вязкость – вплоть до превращения в гель (твердообразное тело) при полной остановке движения раствора, когда скорость сдвига стремиться к нулю. Это предотвращает обвал стенок скважины даже при продолжительных остановках процесса бурения. Такие растворы на языке профессиональной реологии называются системами с высокой псевдопластичностью и именно они являются наиболее эффективными промывочными системами при проходке горизонтальных скважин.

Поступление фильтрата промывочной жидкости в слабосцементированные и рыхлые породы вызывает их дополнительное увлажнение и разупрочнение, что приводит к обвалам, осыпям стенок скважины, частым и длительным проработкам ее ствола и др.

Поэтому в ГНБ наряду с использованием бентонита в обязательном порядке необходимо использовать полимеры. Полимерные добавки обладают уникальными свойствами и позволяют эффективно регулировать параметры бурового раствора. В зависимости от типа грунта и проектных данных используются различные виды реагентов. Применение полимеров позволяет проводить бурение объектов большого диаметра и протяженности, избежать аварийных ситуаций в сложных геологических условиях.

Каждый полимер промывочного раствора имеет свое значение. Полимеры позволяют увеличить вязкость раствора, препятствуют формированию катышков, делая массу более эластичной и маслянистой. В зависимости от характера грунта, применяются полимеры естественного и искусственного происхождения в порошковом или жидком виде. Добавляют их после соединения бентонита с водным кондиционером.

Благодаря действию полимеров, стабилизируются стенки скважины при сыпучих и неустойчивых грунтах, предотвращается налипание вязкой массы на буровую лопатку, улучшаются скользящие и водонепроницаемые свойства раствора, снижается крутящий момент на рабочем инструменте.

Наша компания предлагает линейку бентонитовой продукции марки «Bentonite Plus» изготовленной из высококачественного природно-натриевого бентонита исключительно с зарубежных месторождений и обогащена полимерами, что улучшает процесс бурения и позволяет получать буровые растворы, максимально эффективно выполняющие свои технологические функции, а также линейку полимерной продукции марки «Polymers Plus»- высококачественные полимеры премиум класса, которые легко затворяются в воде и обладают безупречными эксплуатационными свойствами.