Наибольшее распространение имеет прямая промывка, поскольку восходящий поток промывочной жидкости в затрубном пространстве противодействует возможным обвалам стенок скважины и в конструктивном отношении схема прямой промывки легче осуществима.

Обратная промывка применяется в основном при бурении по неустойчивым породам. Она предотвращает размыв керна, поскольку струя промывочной жидкости не имеет на него непосредственного воздействия.

В зависимости от геолого-технических условий бурения в качестве очистного агента могут применяться различные жидкости: техническая вода, глинистый раствор, насыщенные солевые растворы и т. д.

Вода применяется при бурении скважин в устойчивых талых породах. Глинистые растворы служат для промывки скважин в слабоустойчивых породах и в породах водопоглощаю-щих или склонных к выбросам жидких или газообразных продуктов из скважин. Они обеспечивают хорошую очистку забоя от разрушенных горных пород, охлаждение инструмента, его смазку, поддержание устойчивости пород в стенках скважины, предотвращение или снижение поглощения промывочной жидкости. Глинистые растворы имеют более высокую плотность, чем вода, и создают более высокое гидростатическое давление на забой и стенки скважины, что предотвращает обрушение пород. Однако большое гидростатическое давление на забой при значительных глубинах скважин отрицательно влияет на механическую скорость бурения. Для улучшения качества глинистых растворов, изготавливаемых из различных сортов глины, а также обогащающихся различными примесями в процессе промывки скважин, применяют обработку глинистых растворов реагентами.

При водопроявлениях, выбросах газа, нефти и бурении по весьма неустойчивым породам применяют утяжеленные глинистые растворы.

Соляные растворы служат для промывки скважин в условиях многолетней мерзлоты (поскольку температура замерзания соляного раствора ниже, чем воды) и при бурении по минеральным солям. В зависимости от температуры пород применяют 5%-ный или 10%-ный раствор соли и охлаждают промывочную жидкость до температуры пород.

При бурении по минеральным солям применяются насыщенные растворы тех солей, которые слагают стенки скважины, с целью предотвращения растворения и размывания керна и стенок скважины.

Кроме перечисленных в табл. 54 реагентов, при бурении применяется линейный полимер гипан, который снижает водоотдачу и повышает вязкость глинистого раствора, из-за чего затруднено применение для обработки утяжеленных растворов. Солестойкость гипана проявляется в сохранении низкой водоотдачи при попадании NaCl в глинистые растворы, обработанные гипаном. Однако с увеличением минерализации вязкость глинистых растворов еще более возрастает. При повышении концентрации гипана предельное статическое напряжение сдвига глинистых растворов снижается до нуля.

Серьезным недостатком гипана, как и других афиловых полимеров, является нестойкость к действию хлористого кальция и других водорастворимых солей поливалентных металлов, что в значительной мере ограничивает область применения гипана.

Гипан наиболее целесообразно применять для снижения водоотдачи пресных глинистых растворов при пониженной концентрации твердой фазы в условиях высоких температур (до 180—200 °С). Он может быть использован для снижения водоотдачи минерализованных глинистых растворов в комбинации с другими реагентами (КМЦ, сунил).

В практике работ известно также применение полимерного препарата К-4. Промышленные испытания препарата К-4 показали, что его можно применить для обработки глинистых растворов обычных и известковых, пресных и высокоминерализованных, нормальных и утяжеленных. Этот реагент быстро и резко снижает водоотдачу, толщину глинистой корки и предельное статическое напряжение сдвига. Методика обработки растворов этим реагентом очень проста (реагент размешивают с водой до получения нормальной текучести и добавляют в циркулирующий раствор). Изменение параметров происходит очень быстро: в течение одного цикла. Добавление реагента К-4 в малых количествах (менее 1%) без понизителя вязкости резко повышает вязкость при сохранении небольшой величины водоотдачи, что особо важно для борьбы с уходом глинистого раствора.

При алмазном бурении находит все большее применение эмульсионная промывочная жидкость. При использовании этой жидкости по сравнению с промывкой водой;

снижается вибрация бурового снаряда, что позволяет применять повышенные частоты вращения; возрастает механическая скорость бурения в среднем на 20%;

повышается технический ресурс (стойкость) алмазных коронок в среднем на 30 % и снижается расход алмазов на бурение 1 м скважины в среднем на 20%; увеличивается углубка в среднем на 20 % за счет уменьшения самозаклинивания керна и снижения интенсивности заполировки алмазов; меньше изнашиваются буровое оборудование и инструменты (насос, бурильные и колонковые трубы и т. д.); уменьшаются потери напора при движении промывочной жидкости и соответственно снижается давление на насосе; снижается расход мощности на бурение и привод насоса.

Эмульсионная промывочная жидкость получается с помощью пасты, представляющей минеральное масло средней вязкости (веретенное), загущенное натровыми мылами синтетических жирных кислот.

Паста вводится в промывочную жидкость (в воду) в соотношении от 1 : 200 до 1 : 50, т. е. 0,5—2 %. Указанная концентрация является оптимальной для снижения коэффициента трения, повышения механической скорости бурения и ресурса алмазных коронок. При концентрации кожевенной пасты в жидкости выше 25 % может снижаться механическая скорость бурения импрегнированными коронками из-за «засаливания» их торца.

Перед отбором каждой порции пасту необходимо тщательно перемещать перекатыванием бочки, если она закрыта, или путем 2—3-кратного слива пасты в чистое ведро и обратно в бочку. В емкость вода подается при постоянном перемешивании до образования жидкой подвижной массы. После этого полученную смесь выливают в основную емкость (в зумпф), наполненную водой, и тщательно перемешивают. Зимой, в связи с затвердением пасты при низкой температуре, воду для ее растворения до текучего состояния необходимо подогревать. Допускается также подогрев пасты с соблюдением необходимых мер предосторожности. Не разрешается вводить пасту непосредственно в зумпф, так как в этом случае эмульсия получается менее устойчивой и быстро расслаивается.

При соблюдении указанных рекомендаций эмульсия из кожевенной пасты, приготовленная на пресной или слабоминерализованной воде, становится устойчивой и долго сохраняет свои положительные свойства.

Известны также способы приготовления эмульсолов на основе нигрола и неиногенного ПАВ (поверхностно-активные вещества) ОП-10 (ОП-7).

Использование эмульсионных промывочных жидкостей из кожевенной пасты (кожпастола) или нигрола и ОП-10 (ОП-7) при бурении будет достаточно эффективным при соблюдении следующих требований организационного характера.

1. Рациональная область применения эмульсий определяется степенью поглощения промывочной жидкости (или водопритока) в скважинах и жесткостью вод. Наибольший эффект от применения эмульсий можно получить в слабопоглощающих и непоглощающих скважинах алмазного и твердосплавного бурения.

2. Перед использованием водомасляных эмульсий обязательна предварительная проверка на жесткость вод, используемых для изготовления эмульсионной промывочной жидкости, а также поступающих в скважину.