8. Лабильность (агрегативиая неустойчивость) буровых промывочных жидкостей. Способы се повышения.

В промывочных жидкостях под влиянием ряда факторов: добавка химических реагентов - электролитов, попадания пластовых вод, воздействия температуры и других факторов возникают процессы, в результате которых дисперсная фаза выпадает в осадок. Это явление называется седиментацией.

Способность дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц твердой фазы по всему объему называется седиментационной или кинетической устойчивостью. Седиментационная устойчивость буровых растворов характеризуется способностью частиц дисперсной фазы удерживаться во взвешенном состоянии.

При кинетической неустойчивости нарушается нормальное распределение давления в скважине, что приводит к газонефтеводопроявлениям.

При оставлении бурового раствора, обладающего кинетической неустойчивостью, в состоянии покоя дисперстная фаза оседает на забой.

Если в буровой раствор добавлен утяжелитель, для получения необходимой плотности, то в условиях седиментационной неустойчивости – утяжелитель выпадает из раствора. Это тоже может привести к осложнениям в процессе бурения.

Чем выше степень дисперсности дисперсной фазы и интенсивнее броуновское движение частиц, тем более кинетически устойчива промывочная жидкость.

Агрегативная устойчивость выражается способностью частиц дисперсной фазы не слипаться и не образовывать агрегаты, т.е. способность буровых растворов сохранять свою степень дисперсности.

При агрегативной неустойчивости происходит слипание частиц дисперсной фазы, увеличивается их размер, образуются агрегаты, которые выпадают в осадок.

Таким образом нарушение агрегативной устойчивости приводит к нарушению седиментационной (кинетической) устойчивости и к коагуляции промывочной жидкости [2].

С кинетической точки зрения устойчивость дисперсных систем объясняется балансом сил притяжения и отталкивания. Силы притяжения, имеющие молекулярную природу, быстро возрастают при сближении поверхностей частиц дисперсной фазы. Силы отталкивания определяются электрическим взаимодействием между ионами двойных электрических слоев, окружающих частицы дисперсной фазы.

Результирующая, этих двух сил и обусловливает большую или меньшую агрегативную устойчивость промывочных жидкостей.

Сближению частиц дисперсной фазы может препятствовать образование на их поверхности гидратной оболочки из молекул дисперсионной среды.

Следовательно, агрегативная устойчивость определятся наличием, величиной и характером распределения гидратных оболочек на частицах дисперсной фазы. Кроме того, агрегативная устойчивость может быть обеспечена наличием на частицах дисперсной фазы адсорбционных защитных слоев из химических реагентов, препятствующих слипанию частиц при сталкивании.

9. Реологические свойства буровых промывочных жидкостей. Аномалия вязкости.

Реология буровых растворов и связанная с ней гидравлика кольцевого пространства непосредственно связаны с тем, насколько эффективно очищается ствол и насколько он стабилен. К наиболее важным реологическим характеристикам относятся:

Вязкость – имеет большое значение для обеспечения подъемной силы бурового раствора. Вязкость определяется концентрацией, качеством и степенью гидратации взвешенных частиц;

Условная вязкость – характеризует гидравлическое сопротивление бурового раствора течению;

Эффективная вязкость – косвенно характеризует вязкость бурового раствора как ньютоновской жидкости;

Пластическая вязкость – это та часть сопротивления течению жидкости, которая вызывается механическим трением;

Предел текучести или предельное динамическое напряжение сдвига – вторая составляющая сопротивления течению бурового раствора – является мерой электрохимических сил притяжения в буровом растворе;

Показатель фильтрации – косвенно характеризует способность раствора отфильтровываться через стенки скважины;

Толщина фильтрационной корки – косвенно характеризует способность раствора к созданию малопроницаемой фильтрационной корки на стенках скважины;

Показатель седиментации – косвенно показывает стабильность бурового раствора.

ВЯЗКОСТИ АНОМАЛИЯ - явление, заключающееся в том, что коэффициент вязкости убывает по мере возрастания скорости сдвига. Типична для большинства полимерных систем и представляет собой наиболее яркое представление специфичности их механических свойств. Зависит от молекулярно-массового распределения.