Co to jest płuczka wiertnicza, jakie są jej zadania ?

Płuczka wiertnicza jest to płyn przygotowany na bazie wody lub ropy naftowej o odpowiedniej gęstości. Przy wierceniu obrotowym płuczka zapewnia ciągłość procesu wiercenia otworu w wyniku wypłukiwania zwiercin z jego dna, chłodzi ostrze świdra oraz wywiera ciśnienie hydrostatyczne na przewiercane poziomy skał zbiornikowych. Oprócz tego płuczka, odznaczając się właściwościami koloidalnymi, zapewnia stabilność skał tworzących ścianę otworu. Ponadto regulowanie zawartości w płuczce cząstek koloidalnych oraz fazy stałej, jak również stopnia ich dyspersji pozwala na odwiercanie długich odcinków otworu poniżej buta poprzedniej kolumny rur okładzinowych bez konieczności orurowania otworu. Użycie przy wierceniu płuczek bentonitowo-iłowych, mających w swym składzie materiał obciążający, umożliwia bezpieczne przewiercanie poziomów skał zbiornikowych o anomalnym ciśnieniu złożowym.

Zadania płuczki wiertniczej:

• wypłukuje z dna otworu zwierciny i osad iłowy spod pracujących elementów narzędzi wiercących,

• transportuje zwierconą skałę przestrzenią pierścieniową otworu,

• równoważy ciśnienie płynu złożowego,

• utrzymuje w stanie zawieszenia zwierciny i okruchy skalne w czasie w czasie przerw w krążeniu płuczki,

• utrzymuje w stanie stabilności skały tworzące ścianę otworu, odkładając na niej cienką warstewkę osadu iłowego,

• zmniejsza współczynnik tarcia kolumny przewodu wiertniczego o ścianę otworu i rury okładzinowe,

• umożliwia doprowadzenie energii na spód otworu, w przypadku użycia turbowiertów lub hydraulicznych silników wgłębnych oraz polepsza efekt oczyszczania dna otworu, przy stosowaniu świdrów dyszowych.

Możliwość spełnienia tych funkcji zależy od właściwości i parametrów reologicznych płuczki, rodzaju i wytrzymałości przewiercanych skał, temperatury na dnie otworu, średnicy i typu świdra.

Podział płuczek wiertniczych.

Ogólnie płuczki można podzielić na dwie klasy:

• na osnowie wodnej,

• na osnowie ropnej,

Płuczki na osnowie wodnej mają znacznie większe zastosowanie niż płuczki na osnowie ropnej i mogą być podzielone na płuczki sporządzone na wodzie słodkiej i zmineralizowanej. Jeżeli zawartość roztwarzanych soli nie wpływa na zmianę właściwości bentonitu, to zalicza się ją do płuczek na osnowie wody słodkiej.

Obecnie stosowane płuczki klasyfikuje się według głównych typów i dodatków.

1. Płuczki naturalne lub samorodne, bez dodatków chemicznych.

2. Płuczki na wodzie słodkiej, zawierające mniej niż 1% Na Cl lub mniej niż 120 mg NaCl z dodatkiem:

• fosforanów; pH od 8,6 do 10,5;

• chromolignosulfonia; pH od 8,5 do 10,0.

3) Płuczki na wodzie słonej:

• solanka,

• woda morska, około 3,5% NaCl,

• woda zasolona do stanu nasycenia.

4) Płuczki wapienne:

• o małej zawartości jonów Ca,

• o dużej zawartości jonów Ca,

• gipsowe,

• chlorkowo-wapienne

5. Pluczki o ograniczonej zawartości fazy stałej, mniejszej niż 7% objętościowo.

6. Płuczki emulsyjne zawierające do 15% ropy naftowej lub oleju napędowego w wodzie.

7. Emulsje odwrotne zawierające od 20 do 70% wody w ropie naftowej lub oleju napędowym.

8. Płuczki ropne.

9. Płuczki krzemianowo-sodowe (obecnie nie stosowane).

Istnieją dodatkowe sposoby klasyfikacji płuczek np. według dodatków: wapienno-skrobiowa, wapienno-skrobiowe emulsje, solno-skrobiowa, gipsowa z dodatkiem żelazochromolignosulfonianu, płuczki stabilne o małym napięciu powierzchniowym, wapienne z dodatkiem SPC i inne.Taki podział jest ich klasyfikacją według składu lub właściwości.

Obecnie znanych jest wiele rodzajów i typów płuczek wiertniczych. Z punktu widzenia technologicznego płuczki dzieli się na 6 grup.

1. Płuczki o małej gęstości, sporządzanej na osnowie wodnej z użyciem bentonitu dobrej jakości, z ograniczoną zawartością fazy stałej.

2. Płuczki o dużej gęstości, sporządzane na osnowie wodnej, zawierające w swym składzie bentonit, baryt lub inny materiał obciążający.

3. Płuczki na osnowie węglowodorowej (ropne, olejowe) oraz płuczki emulsyjne.

4. Płuczki specjalne inhibitorowane, sporządzane na wodzie zasolonej (KCl, NaCl, CaCl₂,Ca(OH)₂), z różnymi dodatkami chemicznymi.

5. Płuczki gazowe (gaz, powietrze),

6. Płuczki aeryzowane i pianowe.

Wszystkie rodzaje płuczek dzieli się również według:

• rodzaju fazy ciekłej (płuczki sporządzane na wodzie słodkiej, słonej, ropie naftowej, oleju napędowym),

• typu i chemicznej regulacji parametrów płuczki (wapienne, chlorkowo-wapienne, potasowe, skrobiowe, polimerowe, fosforanowe, glikocelowe, solno-skrobiowe, lignosulfonianowe itp.),

• wartości pH (słabo – pH od 7,5 do 9,5 i silnie zasadowe – pH od 10 do 11,5),

• gęstości: płuczki lekkie o ograniczonej zawartości fazy stałej oraz płuczki obciążone.

• zawartości fazy stałej (typy od C₀ do C_17).