По характеру действия на буровые растворы химические реагенты разделяют на реагенты: стабилизаторы, структурообразователи, пептизаторы, коагуляторы, пенообразователи, пеногасители и эмульгаторы.

Следует иметь в виду, что многие химические реагенты по действию на буровой раствор — многофункциональны.

Реагенты-стабилизаторы, позволяющие регулировать заряд-ность частиц и гидратацию, подразделяются на реагенты-понизители водоотдачи и реагенты-понизители вязкости раствора.

Из большого числа реагентов-понизителей водоотдачи рассмотрим наиболее распространенные.

Углещелочной реагент (УЩР) изготовляют воздействием водного раствора каустической соды (NaOH) на порошок бурого угля. Каустическая сода переводит в раствор содержащиеся в буром угле гуминовые вещества. При обработке реагентом глинистого раствора гуминовые вещества покрывают частицы глины защитными слоями, способствующими увеличению гидратационной пленки, в результате чего уменьшается водоотдача и проницаемость образующейся на стенках скважины глинистой корки, улучшается стабильность раствора.

В настоящее время заводским способом приготовляется порошкообразный углещелочной реагент (ПУЩР), поставляемый по заявкам.

Оптимальная дозировка ПУЩР составляет 0,5—4% на сухое вещество.

Торфо-щелочной реагент (ТЩР) получают при обработке каустической содой торфа. Его активным компонентом являются также гуминовые вещества. Поэтому по характеру действия на глинистый раствор ТЩР аналогичен углещелоч-ному реагенту. Глинистый раствор, обработанный ТЩР, имеет малую плотность и повышенную вязкость, в связи с чем дает хорошие результаты при борьбе с поглощениями.

Конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ) выпускается трех марок: КБЖ — густая темно-коричневая жидкость, К.БТ — темно-коричневая масса (твердое вещество), КБП — светло-коричневый порошок. КССБ применяется для обработки пресных и слабоминерализованных глинистых растворов. Действие ее на глинистые растворы обусловлено наличием в ней лигносульфонатов.

Рекомендуемая дозировка сухой КССБ по массе 1—5%, в жидком виде 5—25% к объему раствора.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) представляет собой белый зернистый порошок, хорошо растворимый в воде. КМЦ предназначена для снижения водоотдачи высокоминерализованных промывочных жидкостей. Реагент добавляют в количестве 0,5-М,5% от объема раствора.

Кальцинированная сода (Na2C03)—белый мелкокристаллический порошок с небольшой растворимостью в воде. Для уменьшения водоотдачи кальцинированную соду добавляют к глинистому раствору в небольших количествах (по массе 0,25-М,5% от объема раствора). Стабильность раствора при этом улучшается, вязкость несколько возрастает.

Тринатрийфосфат (Na3P04) — белый порошок, хорошо растворимый в воде. Na3P04 добавляют 0,5 кг на 1 м3 глинистого раствора для снижения водоотдачи и повышения стабильности.

Гидролизованный полиакрилонитрил — вязкая желтоватая жидкость, обеспечивающая устойчивую низкую водоотдачу при большой засоленности (NaCl >20%) глинистого раствора. Оптимальная добавка гипана 0,75—2% от объема раствора.

Хорошо стабилизируются гипаном пресные и слабоминерализованные буровые растворы, но только при высоких температурах (100—200°). Однако при температуре раствора ниже 80° происходит резкое его загустение.

Буровые растворы, содержащие гидроокись кальция (известковые) хорошо стабилизируются гипаном в широком диапазоне температур.

Разновидность гипана — реагент К-4.

Гидролизованный полиакриламид РС-2 получают гидролизом полиакриламида (ПАА) со щелочью непосредственно на буровой.

Реагент РС-2 применяется для снижения водоотдачи пресных и слабоминерализованных растворов с небольшим (до 24%) содержанием глинистой фазы. Рекомендуемая дозировка РС-2 0,15—0,20% от объема бурового раствора.

Наиболее распространенные реагенты, используемые в качестве понизителей вязкости бурового раствора,— сульфит-спиртовая барда (ССБ), УЩР и полифенол лесохимический.

Полифенол лесохимический (ПФЛХ) представляет собой твердое вещество темно-коричневого цвета. При хранении на воздухе расплывается. ПФЛХ применяется в виде водных растворов, приготавливаемых непосредственно на буровой.

Для эффективного снижения вязкости и начала статического сдвига рекомендуется следующая дозировка: ССБ—1-3; У ЩР — 0,4-1; ПФЛХ — 0,4-0,5% от объема обрабатываемого глинистого раствора.

Для повышения структурно-механических свойств буровых растворов применяются реагенты-структурообразователи.

Жидкое стекло (Na20-nSi02) повышает вязкость и прочность структурной решетки буровых растворов путем добавления 2—5% на единицу объема. Оно представляет собой вязкую жидкость от светло-желтого до желтовато-коричневого и серого цвета.

Следует иметь в виду, что добавление жидкого стекла к раствору вызывает увеличение его плотности.

Кальцинированная сода, добавленная к глинистому раствору в количестве 2—3,5% от объема, вызывает уменьшение гидратных оболочек, что приводит к образованию гидрофильной коагуляционной структуры. Статическое напряжение сдвига и вязкость раствора увеличиваются.

Поваренная соль (NaCl) добавляется к буровому раствору для усиления его структурно-механических свойств в виде водного раствора 10—15%-ной концентрации в количестве 0,5—1%.

Для улучшения структуры малоглинистых растворов и растворов из неглинистых материалов используется измельченный асбест. Добавки его составляют 1—2%.

В качестве реагентов-пептизаторов, вызывающих распад слипшихся комочков твердой фазы в растворе, применяются каустическая сода (NaOH), кальцинированная сода (Ма2СОз), углещелочной реагент и др.

Широко используются для обработки буровых растворов поверхностно-активные вещества (ПАВ). Растворенные в жидкости, они имеют способность концентрироваться на поверхности раздела фаз, образуя на контакте с другой несмешиваю-щейся жидкостью, с твердым телом или газом тонкие адсорбционные слои, повышающие смачивающую способность и активно изменяющие характер взаимодействия между фазами раствора.

Важное свойство ПАВ — способность влиять на качество обрабатываемых глинистых и других растворов при введении в очень малых количествах, составляющих доли процента.

Неионогенными ПАВ являются образователи пены ОП-4, ОП-7, ОП-Ю, оксиэтилированные фенолы (ЭФ-20, ОФ-ЗО, УФЭ-8, петролатум и др.

К анионактивным ПАВ относятся сульфонат, азолят А, азо-лят Б, детергент советский ДС и ДС-РАС, «Прогресс», «Новость», сульфонол, НП-1 и др., с катионактивным ПАВ — катамин А, катапин А, карбозолин О, алкамон ОС-2.

Добавки различных ПАВ к воде, глинистым и специальным буровым растворам позволяют:
1) понизить твердость горных пород при бурении;
2) повысить смазочные свойства промывочной жидкости;
3) эмульгировать буровой раствор;
4) аэрировать раствор;
5) повысить стабильность аэрированного механическим способом бурового раствора;
6) бороться с насыщением промывочной жидкости газом.

В существующем разнообразии ПАВ могут быть подобраны понизители твердости для каждой породы. Пока наибольшее применение получили ОП-10, УФЭ-8, сульфонол, диталан, превацелл.

Добавки ПАВ уменьшают абразивное действие промывочной жидкости и снижают износ бурильных труб и породоразрушающего инструмента. В качестве смазывающих добавок используют азолят А, азолят Б, сульфонол, ДС-РАС, СМАД (смазочная добавка). С этой же целью используются нефть, нефтепродукты, графит как в виде самостоятельных добавок, так и в комбинации с ПАВ.

Для стабилизации искусственно насыщенных воздухом растворов, применяемых в ряде случаев для борьбы с поглощениями промывочной жидкости, используют ОП-7, ОП-Ю, азолят А, азолят Б, смачиватель НБ и др.

Вместо механического введения воздуха в буровой раствор его можно аэрировать поверхностно-активными веществами ДС, ДС-РАС, сульфонолом, азолятОм, «Прогрессом», «Новостью» и др.

Чрезмерное насыщение промывочной жидкости газовой фазой ухудшает работу буровых насосов и может привести к выбросам. Для дегазации растворов используются ПАВ: пеногасители НЧК (нейтрализованный черный контакт), стеарокс-6 и др., а также нефть.