Физико-химические взаимодействия буровых растворов со стенками скажин

1. Очистка забоя и ствола скважины от выбуренной породы. Очистка ствола скважины в значительной степени зависит от реологических свойств бурового раствора и пластовой жидкости. Чем выше эти параметры, тем качественнее очистка. При очистке забоя скважины от выбуренной породы необходимо, чтобы буровой раствор мог беспрепятственно проникать между частицами выбуренвой породы и выносить эти частицы из под долота, т. е. раствор должен обладать минимально возможной вязкостью. 2. Сохранение устойчивости стенок скважины в несцементированных пород. Зона проникновения бурового раствор. Со временем зона проникновения будет состоять в основном из твёрдой фазы бурового раствора. Для предупреждения разрушения стенок скважины рекомендуется увеличивать твёрдую фазу без регулирования фильтрационных показателей. 3. Сохранение устойчивости стенок скважины в глинистых отложениях. 1)Слаболитифшщрованные (глины). 2) Литифицированные. (аргелит, суглинок, алевролит, супесь, мергель, глинистый известняк, глинистый сланец, глины). Для сохранения устойчивости слаболитифицированных пород увеличивают плотность бурового раствора и минерализацию фильтрата (ингибирующие буровые растворы). В литифицированных породах: увеличение плотности; использование сильных ингибиторов и кальматация призабойной зоны пласта. Кроме того, необходимо ограничивать количество фильтрата. 4. Удержание шлама во время остановки циркуляции. Для удержания выбуренной породы и утяжелителя в объеме не циркулирующего бурового раствора необходимо поддерживать СНС: -плотность породы; р - плотность раствора; - диаметр частицы; - коэффициент, учитывающий форму частицы; 5. Сохранение естественной проницаемости продуктивного пласта. Еели диаметр частиц меньше диаметра пор то в призабойной зоне пласта образуется зона кальматации. Эта зона не проницаема для твердой фазы бурового раствора, но проницаема для фильтратов. Глубина зоны кальматации зависит от состава бурового раствора и соотношения диаметра частиц к диаметру пор. Глубина проникновения фильтрата зависит от проницаемости зоны кальматации и продуктивного пласта, а так же от фильтрационных свойств бурового раствора. Естественная проницаемость продуктивных пластов зависит от способности бурового раствора предупреждать высаливание твёрдой фазы в порах, набухание глинистого цемента, образование нефтяных эмульсий и газожидкостных смесей, капилярного всасывания. С этой целью необходимо регулировать показатель фильтрации, состав и свойства фильтрата, состав твёрдой фазы буровых растворов. 6 Повышение технико-экономических показателей (ТЕП). 7 Охлаждение породоразрушающего инструмента. Данная функция зависит от подачи бурового насоса, содержания твёрдой фазы, реологических характеристик и теплофизических свойств бурового раствора. 8 Снижение трения бурильной и обсадной колонны о стенки сважины. Абразивность. Для уменьшения коэффициента трения необходимо, чтобы на стенках скважины образовалась фильтрационная корка повышенной смазочной способности.

9 Сохранение теплового баланса в многолетне-мёрзлых породах. Для выполнения данной функции буровой раствор должен обладать определенными теплофизическими свойствами, повышенными реологическими характеристиками, инертностью (по отношению к горной породе), низкой температурой замерзания (для того чтобы можно было использовать холодильные установки).

В5.Гидродинамические функции. (Эти функции появляются в процессе циркуляции бур. ра-ра.): 1 - Вынос выбуренной породы на поверхность: Va=Vn-Vск, Vск=(p_r-p)/µ. Данная функция зависит от реологических св-в бур. ра-ра и скорости восходящего потока жидкости. Чем больше величина реологических характеристик и плотности бур. р-ра,тем лутше выносящая способность. Однако эти параметры ограничены геологическими условиями бурения и характеристик бур.насосов; 2 - Очистка забоя скв. от шлама: Отрыв частицы от забоя скв. Возможен в том случае, если бур. р-р способен проникать м/у ними и выносить на поверхность. С другой стороны пов. плотн. бур.р-ра увеличивает давление на забое скв.и способствует уплотнению. осадка - для обеспечения данной функции необходимо поддерживать минимально допустимую плотность и реологические характеристики;

3 - Охлождение породоразрушающего инструмента: Для обеспечения данной ф-ии необходимо уменьшать содержание тв. фазы и реологические хар-ки; 4 - Перенос энергии к гидравлическому забойному двигателю: Для обеспечения работы гидрав.забой.двигателя необходимо поддерживать минимально допуст. значения плотн,реолог. Харак., и содержания тв. фазы. Не допускать использования волокнистых наполнителей, а так же грубодисперсной резиновой крошки: Например: УВ при использование турбобура не должна превышать 60 сек.по стандартной воронке.