7.2 Выбор реологических свойств бурового раствора

Реологические свойства буровых растворов должны быть регламентированы, поскольку эти свойства необходимы для составления гидравлической программы бурения скважины.

Реологические свойства промывочных жидкостей в России обычно характеризуют значением пластической вязкости η и динамического напряжения сдвига τ₀.

Реологические свойства промывочных жидкостей зависят от типа бурового раствора. У растворов, принадлежащих к одному типу, эти свойства определяются составом растворов: содержанием твердой дисперсной фазы, концентрацией органических защитных коллоидов, присутствием электролитов и т.п.

В настоящее время признается, что увеличение дифференциального давления на забое скважины приводит к ухудшению показателей работы долота. Поэтому с целью повышения технико-экономических показателей бурения стремятся снизить давление промывочной жидкости на забой. Для этого ограничивают плотность бурового раствора и стараются уменьшить гидравлические сопротивления при течении бурового раствора в затрубном пространстве.

Снижение гидравлических сопротивлений достигается за счет уменьшения скорости восходящего потока бурового раствора.

При бурение неустойчивых пород одним из технологических приемов, уменьшающих осложнения, является снижение эрозионного действия потока бурового раствора на стенки скважины. Это достигается поддержанием ламинарного режима течения бурового раствора в затрубном пространстве.

№ п/п	Интервалы бурения, м		Тип промывочной жидкости	Реол. свойства бур. раствора
	Интервалы бурения, м			Пласт. вязкость мПа × с	ДНС, дПа
	от	до		Пласт. вязкость мПа × с	ДНС, дПа
1	2	3	4	5	6
1	24	300	Малоглинистый	8-12	10-25
2	300	2400	Малоглинистый полимерный	8-12	10-25
3	2400	3500	Малоглинистый полимерный	8-12	10-25

7.3 Определение минимально необходимого значения динамического

напряжения сдвига для обеспечения ламинарного режима течения

бурового раствора в затрубном пространстве

Критическая скорость течения и критическое значение критерия Рейнольдса определяется через критерий Хедстрема:

- динамическое напряжение сдвига, Па;

- диаметр скважины, м;

- наружный диаметр бурильной колонны, м;

- пластическая вязкость, Па·с;

- плотность, кг/м³.

Критическое значение критерия Рейнольдса, при котором начинает турбулизация потока в затрубном пространстве:

Критическая скорость течения:

Выбранная скорость восходящего потока бурового раствора в затрубном пространстве не должна превышать критическое значение скорости течения, то есть должно соблюдаться условие:

Из двух показателей реологических свойств динамическое напряжение сдвига сильнее изменяется при химической обработке, чем пластическая вязкость, которая зависит от содержания дисперсной фазы в растворе и при химической обработке меняется мало.

При бурении интервалов под эксплуатационную колонну, где выдерживается соотношение , можно принимать