
- •1 Тема: «Общее представление о буровых промывочных жидкостях их функциях и требования к ним»
- •1.1 Эволюция буровых промывочных жидкостей
- •1.2 Общие сведения о технологии промывки скважин
- •1.2.1 Способы очистки забоя скважин
- •1.3 Назначение буровых промывочных жидкостей (бпж) при бурении скважин
- •1.3.2 Очистка забоя скважины
- •1.3.3 Вынос выбуренной породы из скважины
- •1.3.4 Охлаждение и смазка долот, бурильных труб
- •1.3.5 Передача гидравлической энергии забойному двигателю
- •1.3.6 Предупреждение нефте-, газо- и водопроявлений
- •1.3.7 Формирование на стенках скважины малопроницаемой фильтрационной корки
- •1.3.8 Удержание во взвешенном состоянии твердой фазы при временном прекращении циркуляции
- •1.3.9 Предупреждение осыпей и обвалов
- •1.3.10 Обеспечение качества вскрытия продуктивных пластов
- •1.3.13 Получение информации
- •1.3.14 Сокращение затрат на крепление
- •Кроме того, качественная промывка скважины способствует сокращению времени на другие технологические операции.
- •1.3.15 Экологическая безопасность буровых растворов
- •1.4 Требования к буровым промывочным жидкостям
- •1.5 Выбор и проблема оптимизации качества бурового раствора
1.3.2 Очистка забоя скважины
Это одна из основных функций раствора, способствующая достижению максимальной скорости бурения за счет эффективной очистки забоя от выбуренной породы. Чем быстрее осколки породы удаляются потоком бурового раствора с забоя, тем эффективнее работает долото. Требование удалять шлам с забоя - обязательное, так как в противном случае невозможно обеспечить углубление ствола скважины.
Д
ля
избежания усталостного (повторного)
режима разрушения забоя используются
гидромониторные насадки на долоте.
Наилучшие условия разрушения создаются
при минимальной разнице гидростатического
и порового давлений в разбуриваемых
породах.
М
Рисунок
1.2 – Схема очистки забоя и выноса породы
из скважины
Для улучшения очистки забоя на практике увеличивают вязкость бурового раствора или его подачу к забою через насадки долота. Наиболее предпочтителен второй метод, так как увеличение вязкости раствора сопровождается снижением скорости бурения и ростом энергетических затрат. Однако и второй метод в каждом конкретном случае требует технико-экономического обоснования, так как при повышении скорости циркуляции интенсифицируется размыв стенок ствола, в результате чего увеличивается количество шлама в буровом растворе, растет каверзность ствола. Эти отрицательные явления приводят к снижению эффективности работы оборудования для очистки буровых растворов, увеличение затрат на ремонт насосов и вертлюгов, перерасходу материалов на приготовление и обработку буровых растворов, излишним энергетическим затратам, ухудшению качества крепления скважин.
Величина подачи бурового раствора к забою скважины должна иметь технико-экономическое обоснование в соответствии с конкретными геолого-техническими условиями бурения и выбираться в оптимальных пределах.
1.3.3 Вынос выбуренной породы из скважины
Обязательное требование к процессу промывки скважин — выполнение функции транспортирования шлама на дневную поверхность. Качество очистки скважины от шлама (скорость и степень) зависит от скорости восходящего потока, которая определяется производительностью насосов. На эффективность выноса породы влияет удельный вес, вязкость и динамическое напряжение сдвига бурового раствора. Для удаления частиц породы необходимо, чтобы скорость восходящего потока была выше скорости их осаждения. Скорость осаждения частиц в неподвижном растворе зависит от их размеров и форм, разницы удельных весов раствора и частицы, вязкости раствора и особенно его тиксотропных свойств.
В тиксотропных растворах при прекращении циркуляции образуется достаточно прочная структура, которая препятствует осаждению частиц. Статическое напряжение сдвига буровых растворов меняется в широких пределах и, в большинстве систем растворов легко получить структуру такой величины, при которой любая частица нормального удельного веса остается во взвешенном состоянии.
Практические данные о скоростях и стоимости бурения скважин показывают, что существует некоторое оптимальное значение скорости циркуляции, при котором данный раствора в конкретных условиях удовлетворительно выносит шлам дневную поверхность и не наблюдается его накопления скважине до концентраций, затрудняющих процесс бурения. Для удовлетворительной очистки скважины от шлама должно быть выбрано оптимальное соотношение между подачей буровых насосов, плотностью и показателями реологических свойств раствора.