Баритовый утяжелитель буровых растворов
Специальные добавки в буровые растворы, способные увеличивать плотность раствора до необходимого показателя, называются утяжелителями. Использование утяжелителей буровых растворов продиктовано необходимостью преодоления возможных при бурении глубоких скважин осложнений, вызванных низким гидростатическим давлением бурового раствора на стенки скважины.
Как правило, утяжелители буровых растворов представляют собой порошки из химически инертных тяжелых минералов с малым показателем абразивности. В число наиболее популярных утяжелителей буровых растворов уже долгие годы входит барит.
Это довольно широко распространенный тяжелый шпат, минерал бария из класса сульфатов. Благодаря своим свойствам большое распространение он получил не только в сфере бурения скважин, но и множестве других направлений – оптике, химической промышленности и других. Именно его высокая плотность и инертность к химическим реакциям позволяет успешно использовать данный материал в качестве добавки к буровым растворам, применяемым в неспецифических условиях. При этом барит отличается небольшим показателем твердости и сравнительно низкими характеристиками абразивности, а также не загрязняет окружающую среду и не оказывает токсического воздействия на организм человека.
Однако при выборе утяжелителя бурового раствора на основе барита необходимо учитывать тот факт, что на качество продукта существенно влияет соблюдение технологии его производства. Как правило, барит добывается не в чистом виде и может содержать различные включения, оказывающие свойства на его характеристики гидрофильности и способность к адсорбции. В качестве примера можно привести снижение утяжеляющей способности барита при наличии в нем включений глинистых компонентов. Для эффективного применения состава в качестве утяжелителя необходимо, чтобы количество глинистых компонентов не превышало 1% от общей массы, поскольку наличие даже 2-3% глины в составе способно на четверть снизить утяжеляющую способность. Также на свойства барита могут оказывать значительное влияние соли железа, примеси пирита, карбонатов и иных компонентов.
При наличии в составе флотационных реагентов, таких как олеиновая кислота, необходимо проведение их смыва специальными ПАВами или термической обработки при температурах от 300 до 350°C, поскольку содержание подобных веществ вызывает гидрофобизацию частиц материала и может приводить к вспениванию раствора в ходе проведения работ.
Не менее важным аспектом, способным оказывать влияние на характеристики производимого утяжелителя, является дисперсность получаемого порошка. Даже при незначительном расхождении с рекомендуемыми нормами свойства могут измениться. Так, повышение дисперсности даже на 0,05 мкм может превратить инертный наполнитель в активный, способный существенно увеличивать вязкость и снижать утяжеляющую способность добавки.