6.5 Технологічні функції бурових розчинів При бурінні свердловин в складних гірничо-геологічних умовах бурові розчини повинні виконувати наступні основні функції :
► гідростатичні:
• створювати гідростатичний тиск, достатній для попередження флюїдопроявлень як в процесі буріння, так і при тривалому припиненні промивки;
• створювати гідростатичний тиск на нестійкі та пластичні породи з метою попередження їх осипань, обвалювань, текучості солей та інше (попереджувати прояви нестійкості порід стінок свердловини);
• утримувати частинки розбурених порід та інші частинки твердої фази в змуленому стані при припиненні циркуляції і попереджувати їх осідання на вибій;
► гідродинамічні:
• допомагати руйнувати гірські породи, повністю і ефективно очищувати вибій від частинок розбурюваних порід і видаляти їх на денну поверхню;
• забезпечувати охолодження і змащування деталей доліт, вибійних двигунів, бурильної колони та інших вузлів;
• передавати потужність від джерела на денні поверхні до вибою при бурінні з гідравлічними вибійними двигунами;
►
кіркоутворюючі
(здатність
бурових розчинів утворювати в поровому
просторі стінок свердловини і на їх
поверхні фільтраційну кірку – рисунок
6.3), та
фізико-хімічні функції,
які сприяють:
а
− тонка кірка при якісному буровому
розчині;
б
− товста кірка при неякісному буровому
розчині
Рисунок 6.3 –
Схема
утворення фільтраційної кірки
• зменшенню проникності стінок свердловини;
• збереженню природних колекторських властивостей продуктивних пластів в пристовбурній зоні свердловини;
• зменшенню тертя як бурильних так і обсадних колон об стінки свердловини;
• збереженню необхідних технологічних властивостей розчину, не дивлячись на дію вибуреної породи, пластових вод, температури;
• захисту бурильної колони та обладнання від корозії;
• збільшенню буримості гірських порід;
• збереженню теплового режиму при розкурюванні вічно мерзлих порід.
Бурові розчини повинні:
• володіти тиксотропними властивостями;
• бути достатньо інертними по відношенню до гірських порід;
• кольматувати пори і тріщини в стінках свердловини і створювати в них тонку, практично непроникну кірку;
• зберігати стабільність своїх властивостей в широкому діапазоні до зміни температури;
• складатися в основному з недефіцитних і дешевих компонентів;
• не піддавати корозії бурильну колону і бурове обладнання;
• бути нетоксичними і пожежобезпечними з врахуванням вимог до охорони праці і навколишньої екосфери.
6.6 Класифікація бурових розчинів
Бурові розчини, як правило, складаються з дисперсійного середовища, рівномірно розподіленої в ньому дисперсної фази і невеликої кількості хімічних реагентів, що служать для регулювання тих чи інших властивостей.
За складом та природою дисперсійного середовища бурові розчини (промивні рідини) класифікуються так:
► рідина на водній основі:
прісній і морській воді (вода, нестабілізовані суспензії, гумати, лігносульфатні, хромлінгосульфатні);
полімерні недиспергуючі (з малим вмістом твердої фази, безглинисті);
інгібуючі (кальцієві, калієві, оброблені солями трьохвалентних металів, силікатні, гідрофобізуючі, хлормагнієві, хлорнатрієві);
► рідини на вуглеводневій (нафтовій) основі:
− безводні (вапняно-бітумні, на основі органоглини);
− інвертні емульсії (емульсійні вапняно-бітумні, на базі емульгатора – емультала – ВІЕР, інших емульгаторів – ГЕР, ТІЕР);
► газоподібні :
− гази (повітря, викидні гази двигунів внутрішнього згорання, природний газ);
− піни.