45. Буровые промывочные жидкости. Основные функции и свойства

При бурении вращательным способом в скважине постоянно циркулирует поток жидкости, которая ранее рассматривалась только как средство для удаления продуктов разрушения (шлама). В настоящее время она воспринимается, как один из главных факторов обеспечивающих эффективность всего процесса бурения. При проведении буровых работ циркулирующую в скважине жидкость принято называть - буровым раствором или промывочной жидкостью

Функции промывочной жидкости:

• полностью очищать забой скважины от частиц разбуриваемых пород и выносить их на поверхность;

• создавать противодавление на стенку скважины для предотвращения притока пластовых жидкостей и газов;

• удерживать частицы разрушенных пород во взвешенном состоянии при прекращении промывки скважины;

• препятствовать проявлениям неустойчивости пород, слагающих стенку скважины;

• охлаждать и смазывать трущиеся поверхности долот, забойных двигателей, бурильной колонны и др. узлов оборудования;

• передавать энергию от источника на поверхности к забою;

• способствовать сохранению естественных коллекторских свойств продуктивных пластов.

Свойства промывочных жидкостей:

Плотность – масса единицы объема жидкости, кг/м³ (г/см³), характеризует гидростатическое давление столба жидкости в скважине и определяет гидравлические потери при циркуляции.

Реологические свойства – характеризуют подвижность (текучесть) жидкости под действием приложенной нагрузки: условная вязкость, УВ, с; динамическое напряжение сдвига; структурная вязкость.

Тиксотропные свойства – характеризуют способность жидкости структурироваться в покое и вновь становиться подвижной при перемешивании: статическое напряжение сдвига, СНС.

Фильтрационные свойства – характеризуют способность жидкости проникать в породы, слагающие стенку скважины, через фильтрационную корку: фильтроотдача; толщина корки.

Водородный показатель pH – характеризует качество жидкости.

Электрические свойства - характеризуют способность жидкости препятствовать прохождению электрического тока.

Седиментационная устойчивость - характеризует отстой жидкости после пребывания в покое.

Термостабильность - характеризует способность жидкости не изменять свойства после нагрева.

Газосодержание – характеризует содержание газовых примесей в жидкости.

Содержание твердой фазы – характеризует содержание сухого остатка.

Требования к буровым растворам:

• Жидкая основа буровых растворов должна быть маловязкой и иметь низкое поверхностное натяжение на границе с горными породами,

• В твердой фазе бурового раствора концентрация глинистых частиц должна быть минимальной, а средневзвешенная по объему плотность твердой фазы максимальной.

• Буровые растворы должны быть недиспергирующимися под влиянием изменяющихся термодинамических условий в скважинах. Они должны обладать стабильными показателями технологических свойств.

• Буровые растворы должны быть химически нейтральными по отношению к разбуриваемым горным породам, не вызывать их диспергирование.

• Буровые растворы не должны быть многокомпонентными системами, а используемые для регулирования их свойств химические реагенты, наполнители и добавки должны обеспечивать направленное изменение каждого технологического показателя при неизменных других показателях.

• Желательно, чтобы буровые растворы содержали достаточное количество смазывающих добавок.