Protože vrtné kapaliny na vodní bázi vždy zaujímaly dominantní postavení v praktických aplikacích, dělí se podle složení systému do několika typů. Následují různé typy vrtných kapalin uznávaných v Číně na základě zahraničních klasifikačních standardů vrtných kapalin.
(1) Dispergovaná vrtná kapalina
vrtné kapaliny)
Dispergovaná vrtná kapalina se týká vrtné kapaliny na vodní bázi formulované se sladkou vodou, bentonitem a různými ošetřovacími činidly, které rozptylují jíl a vrtné třísky (označované jako disperzanty). Jedná se o typ běžně používané vrtné kapaliny s dlouhou historií použití, jednoduchými způsoby přípravy a nízkými náklady na přípravu. Jeho hlavní rysy jsou:
1. Pojme více pevných fází a je vhodnější pro přípravu vrtné kapaliny s vysokou hustotou.
2. Na stěně studny se snadno vytvoří hustší kalový koláč, takže ztráta filtru je obecně nízká.
3. Některé dispergované vrtné kapaliny, jako jsou trisulfonové vrtné kapaliny, které používají sulfonované taniny, sulfonovaný lignit a sulfonovaná fenolová pryskyřice jako hlavní činidla pro úpravu, mají silnou teplotní odolnost a jsou vhodné pro použití v hlubokých a velmi hlubokých vrtech. Má však také některé nevýhody ve srovnání s jinými typy vrtných kapalin. Kromě špatných inhibičních schopností a schopností proti znečištění má vysoký obsah pevných látek v systému nepříznivé účinky na zvýšení rychlosti vrtání a ochranu vrstev ropy a plynu.
(2) Vrtací kapaliny upravené vápníkem
Složení charakteristické pro vrtnou kapalinu upravenou vápníkem je, že systém obsahuje jak určitou koncentraci (hmotnostní koncentraci) Ca2+, tak dispergační činidlo. Ca2+ prochází iontovou výměnou s bentonitem sodným, který má silný hydratační účinek, a přeměňuje část bentonitu sodného na bentonit vápenatý, čímž se oslabuje stupeň hydratace. Funkcí dispergačního činidla je zabránit Ca2+, aby způsoboval nadměrnou flokulaci jílových částic v systému, a udržovat jej ve stavu mírného flokulace, aby byl zajištěn dobrý a stabilní výkon vrtného výplachu. Charakteristikou tohoto typu vrtné kapaliny je, že má silnou odolnost vůči znečištění solí a vápníkem; také inhibuje hydrataci a disperzi jílu ve vrtaném útvaru, takže může do určité míry kontrolovat kolaps břidlice a expanzi průměru vrtu. Zároveň může snížit poškození vrstev ropy a plynu.
(3) Mořské vrtné kapaliny
Solankový vrtný roztok je formulován se solankou (nebo mořskou vodou). Tento typ existuje v celém rozsahu obsahu soli od 1 % (Cl – hmotnostní koncentrace 6000 mg/l) až po nasycení (Cl – hmotnostní koncentrace 189000 mg/l). Vrtná kapalina se slanou vodou je také typem vrtné kapaliny, která má silný inhibiční účinek na hydrataci jílu.
(4) Nasycené slané vrtné kapaliny
Vztahuje se na systém vrtné kapaliny se slanou vodou, když obsah NaCl ve vrtné kapalině dosáhne nasycení. Může být vyroben s nasyceným solným roztokem, nebo z něj může být nejprve vyroben vrtný výplach a poté přidán se solí, dokud není nasycen. Vrtná kapalina nasycená slanou vodou se používá hlavně k vrtání velkých vrstev kamenné soli a složitých vrstev solné sádry, které je obtížné zvládnout jinými vrtnými kapalinami na bázi vody. Může být také použit jako dokončovací kapalina a pracovní kapalina.
(5) Polymerní vrtací kapaliny
Polymerní vrtná kapalina je vrtná kapalina na vodní bázi, která používá určité vysokomolekulární polymery s flokulačními a povlakovými funkcemi jako hlavní ošetřovací činidlo. Díky přítomnosti těchto polymerů mohou být různé pevné částice obsažené v systému udržovány v hrubším rozmezí velikosti částic. Vyvrtané odřezky jsou přitom včas chráněny povlakem a nelze je snadno rozptýlit na jemné částice. Jeho hlavní výhody jsou:
1. Hustota a obsah pevných látek ve vrtné kapalině jsou nízké, takže rychlost vrtání může být výrazně zvýšena a poškození vrstev ropy a plynu je také malé.
2. Silné smykové ztenčovací vlastnosti. Při určitém výtlaku čerpadla je viskozita a smyková síla kapaliny mezikruží vysoká, takže má silnou schopnost přenášet odřezky; zatímco při vysoké smykové rychlosti u trysky vrtáku je odpor proudění tekutiny malý, což je výhodné pro zvýšení rychlosti vrtání.
3. Činidlo pro úpravu polymeru má silné povlakové a disperzní inhibiční účinky, takže je užitečné udržovat stabilitu stěny studny. Proto je od 70. let 20. století tento typ vrtné kapaliny široce používán doma i v zahraničí a jeho procesní technologie se neustále zdokonaluje a vyvíjí.
