Свойства и параметры буровых растворов

Буровые растворы должны удовлетворять ряду требований:

1) выполнять возложенные функции;

2) не оказывать вредного влияния на бурильный инструмент и забойные двигатели (коррозия, абразивный износ и т.д.);

3) легко прокачиваться и очищаться от шлама и газа;

4) быть безопасными для обслуживающего персонала и окружающей среды;

5) быть удобными для приготовления и очистки;

6) быть доступными, недорогими, допускать возможность мно-
гократного использования.

Основными параметрами буровых растворовявляются плотность, вязкость, показатель фильтрации, статическое напряжение сдвига, стабильность, суточный отстой, содержание песка, водородный показатель.

Плотностьпромывочных жидкостей может быть различной: у растворов на нефтяной основе она составляет 890...980 кг/м³, у малоглинистых растворов - 1050... 1060 кг/м³, у утяжеленных буровых растворов - до 2200 кг/м³ и более.

Выбор бурового раствора должен обеспечить превышение гидростатического давления столба в скважине глубиной до 1200 м над пластовым на 10...15 %, а для скважин глубже 1200 м - на 5...10 %.

Вязкостьхарактеризует свойство раствора оказывать сопротивление его движению.

Показатель фильтрации - способнбеть раствора при определенных условиях отдавать воду пористым породам. Чем больше в растворе свободной воды и чем меньше глинистых частиц, тем большее количество воды проникает в пласт.

 Статическое напряжение сдвига характеризует усилие, которое требуется приложить, чтобы вывести раствор из состояния покоя.

Стабильность характеризует способность раствора удерживать частицы во взвешенном состоянии. Она определяется величиной разности плотностей нижней и верхней половин объема одной пробы после отстоя в течений 24 ч. Для обычных растворов ее величина должна быть не более 0,02 г/см^а, а для утяжеленных - 0,06 г/см³.

Суточный отстой - количество воды, выделяющееся за сутки из раствора при его неподвижном хранении. Для высокостабильных растворов величина суточного отстоя должна быть равна нулю.

Содержание песка - параметр, характеризующий содержание в растворе частиц (породы, не разведенных комочков глины), неспособных растворяться в воде. Его измеряют по величине осадка, выпадающего из бурового раствора, разбавленного водой, после интенсивного взбалтывания. В хорошем растворе содержание песка не должно превышать 1 %.

Величина водородного показателя рН характеризует щелочность бурового раствора. При рН > 7 раствор щелочной, при рН = 7 нейтральный, при рН < 7 - кислый.

Типы буровых растворов

При вращательном бурении нефтяных и газовых скважин в каче-
стве промывочных жидкостей используются:

- агенты на водной основе (техническая вода, естественные буровые растворы, глинистые и неглинистые растворы);

- агенты на углеводородной основе;

- агенты на основе эмульсий;

- газообразные и аэрированные агенты.

Оборудование для определения параметров бур раствора

Плотность – аэрометры: АГ1 и АГ2; водоотдача – фильтр пресс и ВМ-6 за 30 минут. Статическое напряжение сдвига – СНС 2. условная вязкость – полевой вязкозиметр. Для определения реологических характеристик ВСН-3.

Оборудование для очистки буровых растворов

Очистка промывочной жидкости осуществляется как за счет естественного выпадания частиц породы в желобах и емкостях, так и принудительно в механических устройствах (виброситах, гидроциклонах и т.п.). Использованный буровой раствор из устья скважины через систему желобов поступает на расположенную наклонно и вибрирующую сетку вибросита. При этом жидкая часть раствора свободно проходит через ячейки сетки, а частицы шлама удерживаются на стенке и под воздействием вибрации скатываются под уклон. Для дальнейшей очистки буровой раствор с помощью шламового насоса прокачивается через гидроциклоны, в которых удается отделить частицы породы размером до 10...20 мкм. Окончательная очистка раствора от мельчайших взвешенных частиц породы производится в емкости с помощью химических реагентов, под действием которых очень мелкие частицы как бы слипаются, после чего выпадают в осадок. При отстаивании в емкостях и одновременно происходит выделение растворенных газов из раствора. Очищенный буровой раствор насосом по нагнетательному трубопроводу вновь подается в скважину.