Регулирование примеси

В качестве осадителя наиболее приемлем бикарбонат натрия, если рН поддерживается выше 9,7 (предпочтительно 10,1). рН вновь соотносится с растворимостью бикарбоната натрия в воде:

В присутствии повышенного рН (при помощи каустической соды) протекает реакция:

Это указывает на наличие либо карбонат-иона или гидрокарбонат-иона, но не вместе. При обработке цемента приведенные выше реакции являются промежуточными стадиями реакции цемента и бикарбоната натрия:

Однако чрезмерная обработка бикарбонатом может привести к карбонатным осложнениям. Лучший результат получается при обработке цемента кислым пирофосфатом натрия (SAPP) - это неорганическое соединение, кислая соль щелочного металла натрия и пирофосфорной кислоты (Na₂H₂P₂O₇). SAPP эффективно удаляет кальций и способствует повторному диспергированию глинистых частиц. Кроме этого он эффективен в снижении рН. Он имеет рН=4,8, а образующийся фосфат рН=8,0. Т.е. SAPP предпочтительнее использовать, если требуется значительное снижение рН:

2Ca(OH)₂ + Na₂H₂P₂O₇ → 2 NaOH + Ca₂P₂O₇ + 2H₂O

КАРБОНАТНЫЕ ПРИМЕСИ

Карбонаты можно распознавать по увеличению Рf при небольшом увеличении рН или без него, а Мf увеличивается быстрее Рf. Обычными показателями карбонатных примесей являются высокая вязкость в напорном трубопроводе, прогрессирующая прочность геля. И предел текучести. Карбонаты флоккулируют твердые вещества с низким удельным весом. По мере увеличения их концентрации, усугубляется загрязнение примесями.

Источниками карбонатов являются:

– СО₂ из воздуха, нагнетаемый в раствор через глиномешалки в амбаре и через напорные линии оборудования смешивания и удаления твердой фазы.

– Чрезмерная обработка безводной кальцинированной содой и бикарбонатом натрия при очистке цемента и гипсовых примесей.

– Вторжение СО₂ из пласта и пластовой воды

- Расщепление лигносульфонатов, которые используются для понижения вязкости глининых растворов и закрепления стен скважин, с увеличением забойной температуры.

Удаление карбонатных примесей осложняется наличием вместе ионов СО₃^2- и НСО₃^- на различных уровнях рН от 8,3 до 11,3. При обработке известью Са(ОН)₂ при 11,7<рН>11,3 бикарбонатные ионы превращаются в СаСО₃. Если рН>11,7 рекомендуется добаалять гипс для снижения рН. Признаки:

1. повышение Рf при постоянном рН

2. увеличение разницы между Рf и Мf

3. высокое предельное статическое напряжение сдвига

4. уменьшение хлористого бария

Солевые примеси

В процессе бурения встречаются три типа природных солей: галит (NaCl), силвит (КCl), карналлит (KMgCl₃·6H₂O). Соли перечислены по увеличивающейся растворимости.К другим типам относятся хлористый магний MgCl₂ и СаCl_2. Эти два типа солей встречаются в кристаллической форме из-за чрезмерной растворимости, но могут быть вместе или с другими растворимыми солями в связанной воде.

Механизм засорения солями основан на реакции катионного обмена с глинами. Солевая основа обменивается с глинами для вымывания иона кальция из глинистых частиц, увеличивая плотность бурового раствора.

Галит

Основной компонент соленых потоков. Прежде всего в буровом растворе происходит флокуляция глин под действием иона натрия.

Наличие галита подтверждается увеличением хлоридов в буровом растворе. Достаточное количество ионов натрия и время обезвоживают глину. Происходит уменьшение размера частиц в результате уменьшения адсорбированной воды. Освободившаяся вода повторно соединяется с дисперсионной средой бурового раствора, что снижает пластическую вязкость раствора. Частицы обезвоженной глины флоккулируют, вызывая водоотдачу. Фильтрация увеличивается прямо пропорционально количеству соли, попадающей в буровой раствор. Обработка раствора заключается в добавлении дефлокулянта (углефосфатный реагент является дефлокулянтом нового поколения для «плавного» регулирования реологических свойств буровых растворов на водной основе) и разбавлении пресной водой. Химическая обработка должна продолжаться до полной дефлокуляции глины. рН повышается добавлением каустика. Если рН снижено менее 9,5 , то его повышают с помощью каустической соды до растворения дефлокулянтов. Важно знать тип разбуриваемой соли. Если присутствует хлорид магния, то в присутствии гидроксид-иона образуется осадок гидроокиси магния –желеобразного вещества-загустителя. Магний оседает под действием каустика.

Все буровые растворы доводят до щелочного рН для максимальной отдачи глин и снижения коррозии.

Признаки:

1. увеличение вязкости

2. увеличения водоотдачи

3. увеличение растворимого хлорида и кальция

4. снижение рН и Рf