Влияние режима течения

В горизонтальных скважинах очистка ствола улучшается при турбулентном режиме течения бурового раствора. В скважинах диаметром 311 мм и более режим течения рас­твора в кольцевом пространстве бывает обычно ламинарным.

В скважинах диаметром 216 мм и менее режим течения может стать турбулентным в зависимости от величины расход и реологических свойств раствора.

На величину критического расхода жидкости сильно влияет ее динамическое напряжение сдвига. Данные, приведенные на рис. 1-24, относятся к буровому раствору с плотностью 1600 кг/м³. Для того, чтобы создать турбулентный режим течения растворов с меньшей плотностью, потребуется более значительный расход потока. Из графика видно, что при нормальном расходе жидкости трудно достичь турбулентного режима течения, если дина­мическое напряжение сдвигу бурового раствора превышает 5 Па. Несмотря на это, реоло­гические свойства бурового раствора и его статическое напряжение сдвига должны оста­ваться достаточными для удержания во взвешенном состоянии утяжелителя. Это особенно важно для тех периодов, когда раствор в скважине остается в покое (во время геофизиче­ских работ, спуска обсадной колонны).

Хотя при турбулентном режиме течения вынос шлама из горизонтального участка улучшается, создание такого режима не является непременным условием, а иногда турбу­лентный режим просто недостижим. Важнее всего ограничивать механическую скорость проходки до пределов, определяемых шариками по очистке скважины.

При появлении признаков неудовлетворительной очистки скважины лучше увели­чить подачу насосов, чем изменять реологические свойства бурового раствора или режим течения.

Рекомендации по обеспечению очистки ствола скважины от выбуренной породы

• При выборе оптимальной производительности буровых насосов, обеспечивающей вынос шлама, пользуйтесь «Графиком очистки ствола». Для выноса шлама из горизон­тального участка диаметром 216 мм обычно достаточно иметь производительность насо­сов в пределах 20-30 л/с.

• Реологические свойства бурового раствора должны допускать возможность тур­булентного режима течения.

• Чтобы создать турбулентный режим течения, максимальное значение динамиче­ского напряжения бурового раствора должно быть около 5 Па.

• Эквивалентная плотность бурового раствора при бурении горизонтального участка увеличивается, а градиент давления гидроразрыва остается постоянным. Следует принять меры к тому, чтобы при бурении горизонтального ствола не произошел гидроразрыв пла­ста.

• Нужно выбирать забойный двигатель и систему измерений в процессе бурения та­ким образом, чтобы не приходилось ограничивать производительность насосов.

• При выборе долотных насадок нужно иметь в виду, что при использовании некото­рых забойных двигателей приходится ограничивать перепад давления в долоте.

• По возможности следует выбирать такой профиль скважины, который не требует бурения длинных участков с зенитными углами более 50⁰. Нужно внимательно учитывать возможности буровых насосов.