Буровые и тампонажные растворы. И. О. Фамилия Проверил подпись

• Название: И. О. Фамилия Проверил подпись
• Дата: 23.04.2023
• Размер: 73.37 Kb.
• Имя файла: Буровые и тампонажные растворы.docx
• Тип: Документы; #1083154
• страница: 2 из 8

Буровые растворы

Технологические функции бурового раствора

Буровой раствор в процессе бурения осуществляет ряд функций, которые тем разнообразнее, чем сложнее процесс бурения: глубже скважина, неустойчивее ее стенки, выше давление газа и нефти в разбуриваемых горизонтах.

Процесс бурения представляет собой совокупность различных операций, определяющих технологию проходки скважины, поэтому функции называются технологическими.

1. 
   Гидродинамические функции осуществляются потоком раствора в скважине и заключаются в следующем:
   

• 
  в выносе выбуренной породы (шлама) из скважины;
  
• 
  в переносе энергии от насосов к забойным двигателям (турбобурам);
  
• 
  в размыве породы на забое скважины (гидромониторный эффект);
  
• 
  в охлаждении долота в процессе бурения.
  

2. 
   Гидростатические функции осуществляются покоящимся буровым раствором. К этой группе функций относятся:
   

• 
  создание гидростатического равновесия в системе ствол скважины - пласт;
  
• 
  удержание частиц выбуренной породы и утяжелителя во взвешенном состоянии при прекращении циркуляции бурового раствора;
  
• 
  создание гидростатического давления на стенки скважины, сложенные слабосцементированными или пластичными породами;
  
• 
  уменьшение нагрузки на талевую систему.
  

3. 
   Функции, связанные с процессом коркообразования
   

Буровой раствор, представляющий собой тонкую взвесь коллоидных частиц (твердой фазы) в жидкой среде, в процессе движения в пласт образует на его поверхности и в порах фильтрационную корку, препятствующую или

замедляющую дальнейшее поступление раствора. Этот процесс разделения жидкой и твердой фаз, в результате чего происходит кольматация (закупоривание) стенок скважины, называется фильтрацией. К этой группе функций относятся:

• 
  уменьшение проницаемости пористых стенок скважины;
  
• 
  сохранение или усиление связности слабосцементированных пород;
  
• 
  уменьшение трения бурильных и обсадных труб о стенки скважин.
  

4 Физико-химические функции заключаются в добавлениях к буровому раствору специальных химических реагентов в процессе бурения скважины, которые принято называть химической обработкой. К этим функциям относятся:

• 
  сохранение связности пород, образующих стенки скважины;
  
• 
  предохранение бурового оборудования от коррозии и абразивного износа;
  
• 
  сохранение проницаемости продуктивных горизонтов при их вскрытии;
  
• 
  сохранение необходимых характеристик бурового раствора в процессе бурения скважины;
  
• 
  улучшение буримости твердых пород.
  

К прочим функциям бурового раствора относятся:

• 
  установление геологического разреза скважины (по составу шлама);
  
• 
  сохранение теплового режима многолетнемерзлых пород.
  

Коллоидно-химические свойства буровых растворов

Буровые растворы представляют собой физико-химические системы, состоящие из двух или более фаз. Однофазные системы из двух или более веществ, не имеющие между компонентами поверхности раздела, называются гомогенными (истинные растворы). Системы, между фазами которых существуют реальные поверхности раздела, называются гетерогенными. К

ним относится большинство буровых и тампонажных растворов.

Дисперсной фазой дисперсионной системы называется вещество, мелко раздробленной и равномерно распределенное в другом веществе, получившем название дисперсионной среды. И фаза, и среда могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Буровые и тампонажные растворы относятся к полидисперсным системам, т.е. имеющим частицы дисперсной фазы различных размеров.

Степень дисперсности частиц характеризуется дисперсностью, Д - величиной, обратной поперечному размеру частицы, с! (см'¹). Чем выше дисперсность, тем больше общая поверхность раздела фаз.

По степени дисперсности системы делятся на высокодисперсные (коллоидные) и грубодисперсные. Размер коллоидных частиц находится в пределах 1х10'⁵ - 1х10^-8 см.

Из грубодисперсных систем в качестве бурового раствора применяют суспензии, эмульсии и аэрированные жидкости.

Суспензии - мутные жидкости с находящимися в них во взвешенном состоянии частицами твердого вещества. Эти частицы под влиянием силы тяжести оседают, т.е. седиментируют.

Эмульсии - многофазные жидкие системы, в которых в одной жидкости находятся во взвешенном состоянии мельчайшие капельки другой жидкости. Эти системы неустойчивые. Эмульсии могут существовать только при наличии ПАВ - поверхностно-активных веществ (эмульгаторов). Они разрушаются в результате процесса коалисценции, т.е. укрупнения частиц дисперсной фазы при слиянии между собой.

Аэрированной жидкостью называют многофазную систему, содержащую дисперсную фазу в виде пузырьков воздуха. Если воздух играет роль среды, то такие жидкости называются пенами.