книги из ГПНТБ / Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие

Гл а в а I . ПРОМЫВОЧНЫЕ АГЕНТЫ

§1. Краткая характеристика применяемых промывочных

агентов. Область применения

Промывка (продувка) скважины является важнейшим элементом процесса бурения. Применяющиеся промывочные агенты выполняют две основные функции: очищают забой скважины от шлама с выносом его на поверхность и охлаждают породоразрушаииий инструмент.

Помимо этого, в зависимости от геолого-технических условий бурения, промывочные агенты должны удовлетворять еще ряду тре­ бований:

1)закреплять стенки скважины при проходке неустойчивых, рыхлых, сыпучих или набухающих пород;

2)предотвращать прорывы пластовых вод в скважину в процес­ се бурения;

3)обеспечивать закупоривание трещин и- других дренажных ка­ налов в горизонтах с низким пластовым давлением с целью предот­ вращения поглощений;

4)удерживать во взвешенном состоянии шлам при остановке циркуляции;

5)не растворять проходимые породы, не размывать керн, не вызывать набухание пород, не растеплятъ многолетнемерзлые поро­ ды и др.

Внастоящее время применяется большое количество промывоч­ ных агентов, которые обладают различными реологическими и струк­ турно-механическими свойствами, отвечающими требованиям бурения

вразличных условиях. Наиболее распространенными промывочными агентами являются;вода, естественные и глинистые растворы, воз­ дух и аэрированные жидкости.

Во д а применяется при проходке, устойчивых, плотных по­ род, обладающих высокой сопротивляемостью размывающему действию потока. Вода обладает меньшей вязкостью и плотностью по сравне­

нию с другими промывочными жидкостями, что обеспечивает улучше­ ние условий очистки забоя, уменьшение износа породоразрушающего инструмента и повышение механической скорости бурения.

Б е з г л и н и с т ы е и е с т е с т в е н н ы е п р о ­ м ы в о ч н ы е р а с т в о р ы образуются непосредственно в скважине после накопления в циркулирующей воде некоторого ко­ личества выбуренной породы. Образовавшаяся при этом естествен­ ная водная суспензия переводится в естественный раствор путем добавления химических реагентов, способных образовать структу­

ру. Для такой обработки рекомендуются: крахмальных реагент, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), утлещелочной реагент (УЩР), жидкое стекло и др.

В состав естественных растворов входят безглинистые породыкарбонаты (известняки, доломиты), сульфаты (ангидриты, гипсы), аргиллиты. Хотя аргиллиты и относятся к числу глинистых пород, но при бурении самопроизвольно не диспергируются в воде и не

Естественные растворы (сульфатные и сульфатно-галоидные, карбонатные и аргиллитовые) имеют малую вязкость, сравнительно

небольшое статическое напряжение сдвига при достаточном удель­ ном весе и хороших фильтрационных свойствах. Применение таких растворов вместо глинистых в соответствующих условиях позволяет значительно повысить скорость бурения, снизить износ породораз­ рушающего инструмента и удешевить бурение скважин.

Г л и н и с т ы е р а с т в о р ы применяются в процес­ се бурения скважины как в неосложненных, так и в осложненных условиях - при наличии поглощений промывочной жидкости, обвалов стенок скважины, водопроявлений и т.п. В связи с этим различают нормальные глинистые растворы и специальные.

Нормальный глинистый раствор должен тлеть следующие пара­ метры: удельный вес у = 1,15+1,20 г/см3, вязкость по СПВ-5 - 20-25 сек, песка - не более- і%, водоотдачу - не свыше 25 см3/30 мин, толщину корки 3 мм, суточный отстой воды - не больше 4 /, статическое напряжение сдвига Ѳ - не менее 10 мг/см^ через 1 минуту.

При бурении в сложных геолого-технических условиях приме­ няются специальные глинистые растворы, такие, как утяжеленные