Вязкопластичные БР, их реологическая модель и показатель реологических свойств.

Технологические функции буровых растворов (БР). Требования, предъявляемые к БР.

Основные функции: очистка забоя скважины от шлама и транспортирование его на поверхность, охлаждение породоразрушающего инструмента, передача энергии гидравлическим забойным двигателям.

Дополнительные функции: обеспечение устойчивости горных пород в околоствольном пространстве скважины, создание статического равновесия в системе «ствол скважины - пласт», удержание частиц разрушенной породы во взвешенном состоянии в периоды прекращения циркуляции, снижение сил трения между контактирующими в скважине поверхностями и их износа. Требования: увеличение скорости процесса разрушения горных пород на забое скважины, предотвращение коррозии бурового инструмента и оборудования, сохранение проницаемости продуктивных горизонтов при их вскрытии, обеспечение получения достоверной геолого-геофизической информации, устойчивость к возмущающим воздействиям.

Вязкопластичные БР, их реологическая модель и показатель реологических свойств.

Вязкопластичная промывочная жидкость характеризуется тем, что в состоянии покоя обладает пространственной структурой, достаточно жесткой, чтобы сопротивляться любому напряжению, меньшему СНС. Когда напряжение сдвига t, вызванное внешним воздействием, превышает значение СНС, структура разрушается, и жидкость начинает течь. При t > t₀ жидкость течет уже как обычная ньютоновская жидкость с вязкостью h. Когда действующие в промывочной жидкости касательные напряжения сдвига становятся меньше СНС (t < СНС), то пространственная структура вновь восстанавливается.

Реограмма ВПЖ не проходит через начало координат, а начинается от точки на оси касательных напряжений сдвига и имеет прямолинейный участок.

Для скоростей сдвига, соответствующих линейному участку, t = f(g) описывается законом Бингама – Шведова t = t₀ + h g, где t₀ - динамическое напряжение сдвига, Па (дПа);

h-пластическая.вязкость, Па× с(мПа× с).

Сущность пневматического способа удаления продуктов разрушения. Разновидности газообразных агентов.

Пневматический способ заключается в выносе продуктов разрушения из скважины потоком газа, чаще всего, сжатого воздуха. Кроме сжатого воздуха используют выхлопные газы ДВС, природный газ, азот. Всю их совокупность называют газообразными агентами. Патент по использованию сжатого воздуха для удаления шлама из скважин принадлежит американцу П. Суини, который он получил в 1866 г. Из газообразных агентов первым был испытан природный газ. Произошло это в сентябре 1932 г. при бурении нефтяной скважины глубиной 2680 м в штате Техас США. В этом же штате в 1950 г. для удаления продуктов разрушения при бурении сейсмических скважин впервые начали использовать сжатый воздух.

Растворы на углеводородной основе (РУО). Составы, преимущества, недостатки и основное назначение.

Дисперсионная среда РУО: дизельное топливо; нефть; углеводородорастворимые ПАВ, небольшое количество эмульгированной воды.

Дисперсная фаза РУО: высокоокисленный битум; гидроокись кальция (CaO); глина, в том числе органобентонит; барит (при необходимости утяжеления РУО); Первый отечественный РУО имел следующий состав:

дизельное топливо – 80 %; высокоокисленный битум – 16 %;

окисленный парафин – 3 %; каустическая сода (NaOH) – 1 %.

Несколько позже для структурирования РУО в него стали добавлять негашеную известь – СаО. Такие растворы получили название известково-битумных растворов (ИБР). РУО по сравнению с буровыми растворами на водной основе имеют целый ряд преимуществ: обладают высокой стабильностью во времени (можно длительно хранить и многократно использовать); инертны в отношении глин и солей; обладают хорошими антикоррозионными и триботехническими свойствами; могут утяжеляться любыми стандартными утяжелителями; обладают высокой термостойкостью (до 220…220 °С); почти не фильтруются в проницаемые пласты, а их фильтрат не оказывает вредного влияния на продуктивные нефтяные горизонты, так как имеет общее сходство с пластовой нефтью. Недостатками, сдерживающими широкое применение РУО, являются: высокая стоимость; трудность очистки от шлама; трудность проведения электрометрических работ; экологическая вредность. Основная область применения РУО: вскрытие продуктивных нефтяных пластов с Фнизким пластовым давлением. Кроме этого, РУО применяют при бурении скважин в условиях высоких положительных и отрицательных забойных температур, а также для проходки соленосных толщ и высокопластичных глинистых пород.

Водные растворы электролитов (солей). Назначение, составы и основная область применения.

Водные растворы солей (NaCl, KCl, CaCl₂, MgCl₂) могут применяться в качестве очистных агентов в следующих случаях: при бурении в многолетнемерзлых породах (ММП); при бурении в отложениях солей; для глушения скважин при капитальном ремонте (в качестве жидкости глушения); в качестве буферной жидкости при тампонировании скважин. Водные растворы солей рационально применять только при бурении плотных, устойчивых, «сухих» мерзлых пород. Таким образом, водные растворы солей могут использоваться при проходке пластов солей, залегающих лишь в верхних интервалах скважин.

Технологические функции буровых растворов (БР). Требования, предъявляемые к БР.

Вязкопластичные БР, их реологическая модель и показатель реологических свойств.

h-пластическая.вязкость, Па× с(мПа× с).

12 3 4 Следующая ⇒