5.2.4. Влияние состава и свойств промывочной жидкости на эффективность работы долота

Одним из факторов, существенно влияющих на механическую скорость бурения, являются параметры бурового раствора, такие как плотность, содержание твердой фазы, водоотдача, вязкость.

П

Рис.28. Зависимость механической скорости бурения от плотности промывочной жидкости

ри изменении плотности от 1 до 2,4 г/см³, механическая скорость бурения при прочих равных условиях снижается от 10 до 100%. Наибольшая механическая скорость может быть получена при бурении с продувкой воздухом или промывкой аэрированной жидкостью.

Влияние плотности на (особенно в области объемного разрушения) объясняется ростом перепада давления между скважиной и разбуриваемым пластом. При истирании породы это влияние незначительно. С понижением плотности проявляется эффект неравномерного всестороннего сжатия.

С ростом плотности для получения объемного разрушения необходимо повышать осевые нагрузки и наоборот (воздух, аэрированная жидкость).

Особенно резко падает механическая скорость проходки при увеличении разности между давлением промывочной жидкости и поровым давлением до 7-10 МПа. Отсюда следует вывод, что при бурении необходимо стремиться к поддержанию равновесия между поровым давлением в разбуриваемой породе и давлением столба промывочной жидкости путем регулировки ее плотности.

При бурении с промывкой водой, нефтью уменьшается с ростом вязкости, т.к. в слое жидкости, непосредственно примыкающем к поверхности забоя, жидкость движется ламинарно. А уменьшение скорости затрудняет удаление с забоя частиц.

П

Рис.29 Зависимость механической скорости бурения от содержания твердой фазы в буровом растворе

ри наличии в буровом растворе твердой фазы проходка также снижается с ее увеличением, т.к. на поверхности забоя образуется фильтрационная корка из частиц твердой фазы. Такая корка резко уменьшает фильтрацию жидкой фазы из раствора в микротрещины.

Рис.31. Зависимость механической скорости бурения от вязкости промывочной жидкости

М

Рис. 30. Зависимость механической скорости бурения от водотдачи промывочной жидкости

еханическая скорость проходки снижается с уменьшениемводоотдачи. Это объясняется тем, что образуется более прочная корка, затрудняющая удаление обломков, а также снижением скорости проникновения фильтрата в микротрещины породы и замедляется темп выравнивания давлений.

Чем выше проницаемость пород и больше водоотдача (фильтрация), меньше вязкость фильтрата, ниже частота вращения, больше продолжительность контакта, тем слабее влияние плотности раствора, т.к. давление на забое и глубине выкола успевает выравниваться. С увеличением предельного динамического напряжения сдвига или плотность промывочной жидкости при неизменной скорости промывки возрастают гидравлические сопротивления в циркуляционной системе и давление, которое должны создавать буровые насосы, а следовательно, гидравлическая мощность на промывку скважины (при смене воды на глинистый раствор приходится уменьшать Q, что часто ведет к снижению ).