Классификация буровых растворов
Буровые растворы, их функции, классификация, области применения
При вращательным способе бурения в скважине постоянно циркулирует поток промывочной жидкости – бурового раствора, который обеспечивает эффективность всего процесса углубления.
Функции промывочной жидкости:
Ø полностью очищать забой скважины от частиц разбуриваемых пород и выносить их на поверхность;
Ø создавать противодавление на стенку скважины для предотвращения притока пластовых жидкостей и газов;
Ø удерживать частицы разрушенных пород во взвешенном состоянии при прекращении промывки скважины;
Ø препятствовать проявлениям неустойчивости пород, слагающих стенку скважины;
Ø охлаждать и смазывать трущиеся поверхности долот, забойных двигателей, бурильной колонны и др. узлов оборудования;
Ø передавать энергию от источника на поверхности к забою;
способствовать сохранению естественных коллекторских свойств продуктивных пластов.
Требования к буровым растворам:( не знаю нужен ли этот пункт)
Ø Жидкая основа буровых растворов должна быть маловязкой и иметь низкое поверхностное натяжение на границе с горными породами,
Ø В твердой фазе бурового раствора концентрация глинистых частиц должна быть минимальной, а средневзвешенная по объему плотность твердой фазы максимальной.
Ø Буровые растворы должны быть недиспергирующимися под влиянием изменяющихся термодинамических условий в скважинах. Они должны обладать стабильными показателями технологических свойств.
Ø Буровые растворы должны быть химически нейтральными по отношению к разбуриваемым горным породам, не вызывать их диспергирование.
Ø 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.
Ø Желательно, чтобы буровые растворы содержали достаточное количество смазывающих добавок.
Промывочная жидкость состоит из:
Ø дисперсионной среды, жидкой, газообразной или газожидкостной;
Ø дисперсной фазы, равномерно распределенной в дисперсионной среде;
Ø химических реагентов, растворенных в дисперсионной среде для регулирования свойств бурового раствора.
Классификация буровых растворов
=промывочные жидкости на водной основе:
-Вода (техническая вода, морская вода, рассолы)
- глинистые буровые растворы (пресные, засолоненные и соленасыщенные, ингибированные, полимерглинистые); широкоприменимы т.к. состоят из доступных материалов (глина, вода) и обладают нужными для бурения свойствами: коркообразование на стенках скважины, тиксотропия.
- безглинистые буровые растворы ( карбонатные, меловые, силикатно-солевые, полиэлектролитные, биополимерные, с конденсированной твёрдой фазой (солегелии, гидрогели). Применяется в весьма сложных условиях, когда трудно регулировать минерализацию по стволу, но в тоже время еужно обеспечить высокую устойчивость стенок скважины.
- полимерные буровые растворы.
n промывочные жидкости на углеводородной основе:
- глинистые буровые растворы на нефтяной основе(применяются для повышения эффективности бурения в породах-коллекторах и сохранения их нефтеотдачи на высоком уровне, для проводки скважин в сложных условиях при разбуривании мощных пачек пластичных глин, сланцев, растворимых солей).;
- битумные буровые растворы;
- известково-битумные буровые растворы.
n промывочные жидкости на основе эмульсий (нашли применение при бурении в глинистых отложениях и солевых толщах. Обладают хорошими смазочными свойствами и способствуют предупреждению прихвата инструмента в скважине):
- эмульсионные буровые растворы;
- инвертно-эмульсионные буровые растворы.
n промывочные аэрированные жидкости:
- аэрированная вода;
- пены.
n газообразные промывочные агенты:
- воздух;
- природный газ;
- отработанный газ ДВС.
2.Основные свойства буровыхрастворов
Плотность– масса единицы объема жидкости, кг/м3 (г/см3), характеризует гидростатическое давление столба жидкости в скважине и определяет гидравлические потери при циркуляции. Иногда пользуются понятием относительной плотности, которая показывает отношение плотности бурового раствора к плотности воды. Относит плотность безразмерная величина.
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.