Буровые растворы предназначены для выполнения следующих основных функций в процессе бурения:
- Очистка забоя от частиц выбуренной горной породы и вынос их на поверхность;
- Охлаждение породо-разрушающего инструмента;
- Сохранение устойчивости стенок скважины;
- Удержание шлама во взвешенном состоянии при прекращении циркуляции;
- Гашение вибраций и уменьшение трения бурового инструмента о стенки скважины и другие.
Практически невозможно подобрать очистной агент, который бы удовлетворил бы всем требованиям. В процессе очистки забоя скважины и сохранности керна большую роль играет схема циркуляции очистного агента. Существует четыре схемы циркуляции: прямая, обратная, призабойная и комбинированная.
Прямая циркуляция – заключается в принудительной подаче по колонне бурильных труб к забою и выходу на поверхность по кольцевому зазору между трубами и стенками скважины.
Обратная циркуляция – осуществляется через устье скважины в кольцевой зазор и поднимается вверх по внутренней полости бурильных труб. Обеспечивает лучшую очистку забоя от шлама за счет более высокой скорости восходящего потока.
Призабойная циркуляция – достигается при расхаживании бурового снаряда.
Комбинированная циркуляция – создается с помощью специального эжектора при бурении с помощью эрлифта.
Бурение скважин ведется в разных геологических условиях, и для успешной проходки могут использоваться разные промывочные жидкости.
Состав промывочных жидкостей определяется геолого-техническими условиями, технологическими и требованиями к охране окружающей среды.
Вода применяется при бурении устойчивых кристаллических пород.
Глинистый раствор применяется при бурении осадочных малосвязанных пород. В основном используется для твердосплавного бурения и бурения сплошным забоем.
Малоглинистый раствор приготавливается из высококачественных бентонитовых глин иприменяется при алмазном бурении в устойчивых трещиноватых породах.
Ингибированный раствор применяется при бурении неустойчивых пород, склонных к взаимодействию с фильтратом бурового раствора.
Эмульсия представляет собой коллоидный раствор нескольких жидкостей. Применяют при бурении мощных глинистых и глинисто-карбонатных пород, склонных у набуханию и образованию сальников на бурильных трубах.
Водоотдача, содержание песчаной фракции, условная вязкость, вязкость раствора определенной концентрации при определенной скорости сдвига, кажущаяся вязкость, пластическая вязкость, динамическое напряжение сдвига, статическое напряжение сдвига, тиксотропные свойства, толщина фильтрационной корки – эти показатели составляют характеристику промывочных жидкостей.
Обычно на практике оценивают качество раствора по условной вязкости, а также выносной способности, которую определяют по удельному весу раствора, выходящего со скважины. Чем выше удельный вес этого раствора – тем большее количество выбуренной породы он способен удержать во взвешенном состоянии и транспортировать, а значит — очистить скважину от шлама.
Важным показателем бурового раствора также является величина водоотдачи (фильтрация). Водоотдача промывочного раствора характеризуется количеством жидкости, отфильтрованной через проницаемую перегородку определенной площади под действием перепада давления за 30 минут. Величина водоотдачи является весьма важной характеристикой промывочного раствора, особенно при проходке в песчаных грунтах. Высокая водоотдача в этом случае будет приводить к потере устойчивости грунта.
В процессе бурения на буровой раствор влияет выбуренная порода: частично путем распускания в жидкости, частично путем химического воздействия. Буровой раствор могут разбавлять пластовые воды. На нее воздействует высокая пластовая температура. В процессе всех этих воздействий в буровом растворе происходят сложные физико-химические процессы, изменяющие ее свойства. В связи с этим необходимо контролировать способность раствора осуществлять необходимые функции путем измерения ее параметров в процессе бурения скважины и при необходимости восстанавливать их соответствующими способами.
Материалы для приготовления промывочной жидкости.
Глина является основным компонентом приготовления промывочных растворов. Отличительной особенностью является способность превращаться в в вязкий, пластичный материал, образующий стабильные соединения.
В качестве дисперсионной среды для приготовления буровых растворов используется вода, иногда нефть.
Кроме того, под действием солей, присутствующих в подземных водах, параметры промывочных жидкостей существенно меняются. Для придания буровому раствору определенных технологических свойств, отвечающих требованиям конкретных геологических условий, промывочные жидкости обрабатывают различными химическими реагентами.
Правильная рецептура раствора еще не гарантирует успеха бурения, поскольку это только расходный материал для определенного процесса, результативность которого зависит от многих факторов. Успех бурения, кроме оптимального раствора, также зависит от квалификации оператора, состояния и технических характеристик буровой установки и их соответствия решаемой задаче, вариабельности свойств грунтов, наличия случайных предметов на траектории бурения и т.п.
Обращайтесь за консультациями по телефону (495) 587-90-67.