Borrslam är ett komplext flerkomponents dispergerat system av suspension, emulsion och luftade vätskor som används för att spola brunnar under borrning .
Användningen av borrvätskor för att borra brunnar föreslogs första gången 1833 av den franske ingenjören Fauvel, som, när han observerade en trådborrningsoperation där borrmaskinen kom över vatten, märkte att det strömmande vattnet var mycket effektivt för att avlägsna borrspån från väl. Han uppfann en apparat där den skulle pumpa vatten under borrstången, varifrån borrkaxen sköljdes ut med vatten till ytan mellan borrstången och borrhålet. Principen har varit oförändrad till denna dag.
Syftet med BR:
· kompenserar reservoartrycket;
· bildar en filtreringskaka på brunnens väggar, vilket stärker instabila avlagringar. Minskar påverkan av borrvätskans filtrat på stenarna genom att separera de borrade formationerna och det öppna hålet;
transporterar sticklingar från brunnen och håller den i suspension efter att cirkulationen upphör;
överför hydraulisk energi till borrhålsmotorn och borrkronan;
Förhindrar ras, kollapsar , etc.;
· ger högkvalitativ öppning av produktiva lager ;
Ger smörjande och korrosionsskyddande effekt på borrverktyget;
· kyler och smörjer borret ;
· förhindrar möjligheten till komplikationer under borrning (differentialstickning, förluster, olje- och gasshower, etc.);
Ger information om den geologiska delen.
Vid borrning används borrvätskor på vatten (tekniska vatten-, salt- och hydrogellösningar, polymer, polymer-lera och lerlösningar), kolväte (kalk-bitumenbruk, inverterad emulsion) och luftade baser.
Vid borrning i kemogena avlagringar används saltmättade lerlösningar, hydrogeler; vid eventuell utgjutning och jordskred av brunnens väggar, hämmade lösningar; kemogene instabila bergarter.
Vid borrning under förhållanden som kännetecknas av onormalt höga tryck, används viktade borrvätskor, under okomplicerade förhållanden - tekniskt vatten, polymerlerafri och polymerlera-slam med låg torrhalt.
Effektiviteten hos borrvätskor beror på deras egenskaper, som inkluderar densitet , viskositet , vätskeförlust , statisk skjuvspänning, strukturell enhetlighet, gasinnehåll, sand; tixotropi , innehåll av Na , K , Mg- joner .
Vätskeförlusten i borrslam kännetecknas av volymen av filtratet (från 2 till 10 cm³) separerat från slammet genom en standardfilteryta vid ett tryckfall på ~100 kPa under 30 minuter. Tjockleken på sedimentet på filtret (filterkakan), som bildas vid bestämning av vattenförlust, varierar inom 1-5 mm. [ett]
Innehållet av den fasta fasen i borrvätskan kännetecknar koncentrationen av lera (3-15%) och viktningsmedel (20-60%). För att säkerställa effektiviteten av borrningen (beroende på specifika geologiska och tekniska förhållanden) kontrolleras borrvätskans egenskaper genom att ändra förhållandet mellan innehållet i den dispergerade fasen och dispersionsmediet och införa speciella material och kemikalier i dem. För att förhindra att vatten och gas visas vid onormalt höga reservoartryck, öka borrvätskans densitet genom att införa speciella viktmedel (till exempel krita upp till 1500 kg/m³, baryt och hematit upp till 2500 kg/m³ eller mer) eller minska den till 1000 kg/m³ på grund av luftning av borrvätskan eller tillsats av skummedel ( sulfanol , lignosulfonat ) till den. Innehållet i den fasta fasen av borrvätskan regleras av ett trestegsrengöringssystem på vibrerande siktar; de gasformiga medlen separeras i en avgasare . Dessutom, för att kontrollera innehållet i den fasta fasen, införs selektiva flockningsmedel i lösningen .
En speciell klass av reagenser används för att kontrollera egenskaperna hos kolvätebaserade lösningar. Dessa inkluderar emulgeringsmedel (fettsyratvålar, emultal och andra), vattenavvisande medel (sulfanol, kvartära aminer, kiselorganiska föreningar), filtreringsreducerare ( organohumater ).
Borrvätskor bereds omedelbart före borrning och under dess process.
För beredning av borrvätskor används fint dispergerade plastleror med ett minimum av sandinnehåll, som kan bilda en trögflytande, långvarig suspension med vatten . De bästa egenskaperna är i huvudsak alkaliska (natrium) varianter av montmorillonit (bentonitleror), lerpulver, som huvudsakligen används vid borrning av olje- och gasbrunnar och för framställning av lerlösningar med låg densitet.
Skadliga föroreningar i leror som försämrar stabiliteten hos lerlösningar är gips , lösliga salter , kalksten .
Enligt de tekniska specifikationerna (TU U 39-688-81 [2] ) är huvudindikatorn på kvaliteten på lerråvaror och lerpulver avsedda för beredning av borrvätskor lösningsutbytet - antalet kubikmeter av en lösning (suspension) av en given viskositet erhållen från 1 ton lerråvaror. Dessutom regleras lösningens densitet och sandhalten.
De flesta borrvätskor i borroperationer återvinns genom följande cykel:
Silen består av en serie vibrerande metallgaller som används för att separera lösningen från slurryn. Lösningen rinner genom gallret och går tillbaka till sumpen.
Slampartiklar faller ner i rännan för att avlägsnas. De kan rengöras innan de kasseras av miljöskäl och andra skäl. Vissa stickpartiklar väljs ut av geologer för att studera tillståndet inuti brunnen.
Alkalisk brunkolsborrslam är en borrslam i vilken en viss mängd alkalisk brunkol förs in .
Kalkbitumenslam är en oljebaserad borrslam, vars dispergeringsmedium är dieselbränsle eller olja , och den dispergerade fasen är starkt oxiderad bitumen, kalciumoxid, baryt och en liten mängd vatten som behövs för kalksläckning.
Lättviktsslam - borrslam, reducerad i vikt, lätt, som har lägre densitet . Den där. används för att borra och döda brunnar i formationer med lågt reservoartryck.
Polymerslam — vattenbaserad borrslam som innehåller linjära polymerer med hög molekylvikt; används vanligtvis vid borrning av hårda berg.