vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

вследствие опасности размыва стенок скважины стараются избежать турбулентного режима течения бурового раствора в кольцевом пространстве.

• Благодаря способности к сдвиговому разжижению растворы полимеров даже при ламинарном режиме течения имеют плоский профиль скоростей. Чем сильнее поведение таких растворов отличается от поведения ньютоновских жидкостей, тем более плоским становится профиль скоростей.

СМАЗОЧНЫЕ СВОЙСТВА

Выбор смазочной добавки и ее концентрация в буровом растворе являются очень важным фактором. Однако следует отметить, что смазочные добавки благоприятно проявляют себя при бурении. Хорошие смазочные свойства увеличивают долговечность долота, снижают крутящий момент и, возможно, уменьшают опасность возникновения прихвата бурильной колонны.

Уменьшение крутящего момента

иосевых сил сопротивления

Внаклонных скважинах с большими зенитными углами и горизонтальных скважинах фактические значения могут оказался больше, чем было принято при составлении проекта бурения. Это может быть следствием влияния таких факторов, как:

•Плохой вынос шлама

•Сильная извилистость ствола скважины •

•Неудачная конструкция компоновки низа бурильной колонны

•Применение долот и центраторов, изношенных по диаметру

•Наличие толстой фильтрационной корки на стенках

•Неудовлетворительное состояние ствола скважины, например сужение ствола.

Если при бурении возникают затяжки или наблюдается чрезмерно большой крутящий момент, то нужно учесть перечисленные факторы и устранить их влияние прежде, чем принимать решения о вводе смазочной добавки в буровой раствор.

Для расчета величины крутящего момента, сил натяжения, величины коэффициента трения на стадии проектирования скважины используют компьютерные программы, учитывающие состав компоновки низа бурильной колонны. На буровой сравнивают проектные и фактические величины крутящего момента и сил натяжения. Отклонения фактических значений от проектных может свидетельствовать о возникновении осложнений. Накопление данных о величине крутящего момента в процессе разработки месторождения может способствовать существенному снижению затрат на ликвидацию прихватов и на бурение в целом.

Смазочные свойства

Трудности, обусловленные большим крутящим моментом ц силами натяжения, особенно велики в наклонных скважинах с большими зенитными углами и в горизонтальных скважинах. Бурильная колонна лежит на нижней стенке скважины и имеет большую

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

площадь контакта с породой и обсадной колонной. В таких условиях применение смазывающей жидкости может дать существенные преимущества при условии, если другие свойства бурового раствора оптимальны и применяется хорошая технология бурения.

При использовании буровых растворов на нефтяной основе (РУО) принимают коэффициент трения в пределах 0,14-0,22; при использовании растворов на водной основе для (РВО) - в пределах 0,20-0,40. В обсаженном стволе для РУО коэффициент трения примерно равен 0,18, а для РВО - 0,25, в зависимости от типа раствора. Значения коэффициента трения в промысловых буровых растворах колеблется в довольно широких пределах. Диапазоны значения для РУО и РВО могут перекрываться, в зависимости от состава раствора и вида используемой компьютерной программы.

Программы для расчета крутящего момента и сил натяжения не следует использовать отдельно одну от другой. Следует подчеркнуть необходимость использования производственного опыта. Если при бурении предыдущих наклонных скважин с большим зенитным углом потребовалось применение смазочных добавок, а все остальные компоненты бурения были оптимизированы, то использование смазочных добавок следует заложить в проекты будущих скважин. При таких обстоятельствах приоритет следует отдавать производственному опыту.

Там, где это возможно, анализ, проводимый по окончании бурения, должен включать расчет значений коэффициента трения по фактической величине нагрузки на крюк и крутящего момента, зарегистрированного в процессе бурения. Полученные значения коэффициента трения можно затем использовать при проектировании следующей скважины.

Рисунок 1-4. Результаты экспериментов по износу

В лабораторных условиях была проведена оценка смазочных свойств растворов на нефтяной и водной основе при разной их плотности и разной концентрации смазочных добавок. При проведении опытов гладкий бурильный замок диаметром 165 мм был прижат к

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

внутренней поверхности обсадной трубы диаметром 244 мм и вращался. Усилие приложения менялось в пределах 4-8 кН, что соответствует контактному усилию, действующему на участке набора зенитного угла 30/30 м. Частота вращения замка составляла 112 об/мин. Установку заполняли различными буровыми растворами.

Ссылка: Влияние состава буровых растворов на износ и работоспособность обсадных труб и бурильных замков. Дж. М. Бол Коримклийке. Лаборатории фирмы Shell Е&Р Laboratories. Статья 13457 Общества Инженеров-Нефтянников и Международной Ассоциации Буровых Подрядчиков.

При испытании в среде неутяжеленных буровых растворов разницы в смазочной способности у различных, имеющихся на рынке, смазочных добавок не обнаружено. До некоторой степени они все уменьшают износ обсадных труб (Рис. 1-4).

Рисунок 1-5. Результаты экспериментов над обсадкой

Уменьшение износа от ввода смазочных добавок в растворы с плотностью более 1500 кг/м - обнаружено не было (Рис.1-6).

Ввод в раствор стеклянных шариков или дизельного топлива не изменило смазочных свойств. Размер стеклянных шариков не позволял им проникать между бурильным замком и обсадной трубой. Дизельное топливо не образует смазочной пленки на поверхности стали.

Ввод соли и полимера привел к некоторому уменьшению крутящего момента и износа, но влияние их было меньше, чем от ввода стандартных добавок.

Влияния ввода смазочных добавок на износ при испытаниях в среде утяжеленных растворов не обнаружено.

Наибольшее влияние на износ оказал тип утяжелителя. (Рис. 1-5)

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рисунок 1-6. Коэффициент трения как функция плотности бурового раствора и концентрации смазывающего материала

Рисунок 1-7. Смазки, снижающие коэффициент трения при бурении скважины.