Утяжелитель карбонатный как материал для буровых растворов

Предупреждение ряда осложнений при бурении нефтяных и газовых скважин достигается регулированием противодействия на пласты. Для этого необходимо повышать плотность буровых растворов добавлением различных тяжелых материалов, называемых утяжелителями. Буровые растворы представляют собой дисперсные системы с сильно развитой поверхностью раздела фаз. Утяжелители особенно влияют на структурно-механические свойства таких систем.

Основным показателем качества любого утяжелителя является утяжеляющая способность, которая зависит от плотности, дисперсности, гидрофильности, химического и минералогического составов утяжелителя. Кроме утяжеляющей способности на технико-экономические показатели бурения значительно влияют также седиментационная устойчивость, абразивные свойства и товарный вид утяжелителей. Например, наличие остатков флото-реагентов на поверхности флотационных баритовых утяжелителей обусловливает аэрацию буровых растворов, что может способствовать возникновению ряда осложнений. Повышенные абразивные свойства утяжелителей вызывают снижение проходки на долото и уменьшение скорости бурения скважин.

Таким образом, требования к утяжеляющим материалам включают в себя регламентирование физико-химических показателей (плотность, химическая инертность, дисперсность) и таких важных свойств, как абразивность, седиментационная устойчивость, способность вызывать аэрацию буровых растворов в процессе утяжеления и др. Кроме того, для улучшения технико-экономических показателей бурения, снижения стоимости буровых растворов (в особенности высокой плотности) большое значение имеет стоимость применяемых утяжелителей.

Ведущие фирмы - производители утяжелителей поставляют на мировой рынок свою продукцию исключительно в соответствии со спецификацией Американского нефтяного института (АНИ) и объединения по материалам нефтяных компаний (ОС-МА), образованного 17-ю компаниями нефтяной промышленности в Лондоне. Некоторые фирмы - крупные производители барита, например американская "Бароид", проводят дополнительные испытания для проверки технологических качеств растворов. При сравнении различных спецификаций заметно стремление к унификации требований к баритовым утяжелителям.

Общие требования по спецификации АНИ, ОСМА, фирмы "Бароид"

Плотность, г/см3	> 42
Содержание щелочноземельных металлов (кальция), %	< 0025

Остаток на сите, %
200 меш (0,074 мм)	< 30
325 меш (0,044 мм)	< 50

Дополнительные требования ОСМА

Кажущаяся вязкость водной суспензии плотностью 2,5 г/см3 (с гипсом), мПа-с	< 125
Содержание водорастворимых твердых веществ, %	< 0,1

Дополнительные требования фирмы "Бароид":

Кажущаяся вязкость, мПа-с

< 25-45

Статическое напряжение сдвига, дин/см2
Через 10 с	< 122
Через 10 мин	< 244

В настоящее время на барит действует стандарт 13А АНИ, изданный в 1985г. добычным департаментом АНИ в г. Даллас, штат Техас