25. Какие факторы и как влияют на очистку забоя от выбуренной породы.

Наиболее существенно на темп углубления влияют плот­ность бурового раствора и содержание в нем твердой фазы. Механическая скорость проходки резко снижается при увеличе­нии плотности раствора от 1,0 до 1,5 г/см³, когда роль выбурен­ной породы как утяжеляющей добавки еще весьма заметна по сравнению с таким утяжелителем, как барит. Концентрация твердой фазы в этом диапазоне плотностей достигает 15—25 %, КПД долота снижается вследст­вие затрат работы на истирание твердых компонентов бурового раствора. В конкретных случаях плотность бурового раствора регули­руют, как правило, меняя содержание и состав твердой фазы; при этом неизбежно изменение вязкости и водоотдачи. Показа­тели можно сохранить постоянными с помощью хим. об­работки раствора, но это связано с дополнительным расходом средств. Анализ приведенных зависимостей показывает, что совер­шенствование технологии промывки скважин должно идти в первую очередь по пути снижения плотности БР и содержания в нем твердой фазы, тогда упростятся за­дачи, связанные с необходимостью регулирования вязкости, во­доотдачи и других параметров раствора. Повышение плотности раствора от 1,25—1,26 до 1,60—1,70 г/см³ приводит к снижению коэффици­ента буримости в среднем в 1,5 раза.

Анализ материалов убеждает, что плотность бурового рас­твора более многосторонне влияет на показатели бурения. Ее увеличение приводит к улучшению очистки забоя и ствола скважины от шлама вследствие действия архимедовой силы, к росту динамической фильтрации на забое за счет повышения положительного дифференциального давления у забоя и к ста­билизации стенок ствола в результате сближения гидростатиче­ского давления в скважине и горного давления массива пород. Все это способствует росту технико-экономических показателей бурения. Однако с увеличением плотности возрастает давление на забой скважины, что приводит к дополнительному уплотнению породы и ухудшению условий отрыва частицы от забоя потоком раствора; на забое образуется более толстая глинистая корка, на разрушение которой расходуется часть энергии долота, уси­ливается поглощение раствора вскрытым разрезом и продук­тивными пластами. Это способствует увеличению затрат вре­мени и средств в период бурения и освоения и приводит к сни­жению технико-экономических показателей бурения.

Опыт бурения скважин свидетельствует о том, что положи­тельное влияние повышенной плотности раствора неизмеримо меньше, чем отрицательное, поэтому стремятся, если позволяют геологические условия, бурить с использованием растворов меньшей плотности, даже когда это связано с необходимостью усложнения технологии промывки и применения более сложного оборудования. Экономические выгоды от применения буровых растворов с низкой плотностью, как правило, больше, чем до­полнительные затраты на совершенствование технологии про­мывки.

Заметна роль вязкости бурового раствора, особенно в диапазоне 15—35 с (по прибору ПВ-5). Даль­нейшее её увеличение несущест­венно влияет на скорость бурения. Вязкость влияет на скорость бурения однозначно. При бурении без видимых осложнений стремятся предельно снижать вязкость раствора. Это связано с тем, что наиболее целесооб­разно получать на долоте максимальную гидравлическую мощ­ность при высокой скорости истечения раствора из насадок до­лота. Опыт показывает, что при правильно выбранном режиме промывки скважины роль вязкости в процессе транспортирова­ния шлама от забоя к устью скважины подчиненная.

Роль фильтрации бурового раствора в процессе проходки скважин также неоднозначна. С увеличением фильтрации в за­бойной части облегчаются условия скалывания и отрыва час­тицы под долотом в результате действия расклинивающих сил проникающего фильтрата и выравнивания давления вокруг ска­лываемой частицы, «отсекаются» газонасыщенные пласты от скважины, и, следовательно, снижается вероятность загазирования раствора пластовым газом. Но при увеличении фильтра­ции уменьшается устойчивость ствола, на забое и на стенках образуются толстые глинистые корки, которые при бурении не­обходимо разрушать, затрачивая на это время, энергию и допол­нительно изнашивая оборудование.