Пена для промывки скважин при бурении

В общем смысле пены представляют собой дисперсионные составы из пузырьков газа, отделенных друг от друга стенками из жидкого агента. Под термином «пена» в бурении подразумевается дисперсная система с показателем аэрации (то есть показатель соотношения расхода газа и расхода жидкости, в условиях нормального атмосферного давления), равным или превышающим 50.

Состав жидкости, на основе которой формируется пена для промывки скважин, как и состав промывочного бурового раствора, определяется в зависимости от конкретных условий проведения работ. Он может включать различные компоненты в виде поверхностно-активных веществ, например, смазывающие, повышающие устойчивость к низким температурам, ингибирующие и другие. Часто в состав жидкости, используемой для приготовления пены, входят стабилизаторы (химические агенты или глинопорошки), а также пенообразователи.

Формирование пенной массы производится при помощи комплекса устройств: компрессора, дозатора, пеногенератора (может быть также заменен на компрессор), устройство для повышения показателя давления, а также насос, обеспечивающий подачу жидкости с введенными в нее поверхностно активными частицами. Однако в некоторых случаях приготовление пены происходит непосредственно в стволе скважины, без использования компрессора.

Промывка скважин пенами целесообразна в различных случаях:

• Для проведения очистки забоя скважины при вращательном, а также ударо-вращательном способе бурения на полезные ископаемые, в том числе с проведением отбора керна.
• Для обеспечения эффективного преодоления зон поглощений при работе на удаленных и труднодоступных объектах, где существуют сложности с обеспечением достаточного снабжения водой.
• При работе в многолетнемерзлых породах.
• Пены также применяются при проведении ремонтных работ и очистке эксплуатационных скважин.

Необходимо отметить, что для работы в зонах с аномально низкими пластовыми давлениями, а также для проведения цементирования скважин при наличии в затрубном пространстве зон поглощений или в мерзлых породах, активно применяется отдельная категория пен – так называемые пеноцементы, содержащие вещества, ускоряющие процесс твердения, и различные наполнители (например, резиновую или полимерную крошку).

Ключевым преимуществом использования пены для вышеописанных целей является экономичность. Благодаря применению в качестве промывочного агента правильно подобранного пенного состава снижается расход воды, а также существенно повышается скорость бурения. Кроме того, пены обеспечивают эффективное охлаждение оборудования и устранение проблем в зонах поглощения. Кроме того, выносная способность пен в 7-8 раз превышает аналогичный показатель для воды, что также является важным критерием в пользу выбора данного промывочного агента.