Пояснения к графику : 1. кривая - это напряжение сдвига вдоль поверхности горной породы (стенки скважины)

2. кривая - это напряжения сдвига на расстоянии от стенки скважины -1/4 h.

3. кривая - это напряжения сдвига на расстоянии от стенки скважины - 3/4 h.

0А - зона действия упругих деформаций;

АВ - зона действия, так называемых медленных, элластичных деформаций;

В - предел прочности фильтрационной корки (на сдвиг);

ВС - зона пластических деформаций;

СD - быстрое, лавинное разрушение структуры корки;

DЕ - вязкопластичное тело, по свойствам аналогично свойствам бурового раствора.

Смазочные свойства зависят :

1. От величины перепада давления;

2. От содержания твёрдой фазы;

3. От вида химической обработки;

4. От влажности фильтрационной корки.

Химическая обработка :

1. КМЦ (ПАА, Гипан);

2. Барит;

3. УЩР (и большинство разветвлённых полимеров, за исключениям лигносульфанатов);

4. Хлорид калия, или любая соль.

В меньшей степени влияют на коэффициент трения линейные полимеры, что связано с “разрыхлением” корки на поверхности из-за большого количества связанной воды.

Барит - коэффициент трения увеличивается за счет увеличения содержания твёрдой фазы.

УЩР - увеличение коэффициента трения связано с формированием очень плотной и прочной фильтрационной корки, благодаря гидрофобизации и кальматации порового пространства.

KCl - обработка бурового раствора электролитами вызывает коагуляцию не только в объёме раствора, но и в фильтрационной корке. Из-за коагуляции усиливается взаимодействие между частицами твёрдой фазы.

Влажность.

Увеличение влажности уменьшает коэффициент трения.

Адгезия - “липкость” - зависит от перепада давления, от силы притяжения инструмента к фильтрационной корке, от содержания и природы твёрдой фазы (раствор с утяжелителем - менее адгезионно активен), от химической обработки (любая химическая обработка увеличивает адгезию, кроме ПАВ и нефтепродуктов) и от влажности.

Сила адгезии зависит от площади контакта, возможности покрытия всей контактирующей поверхности и действия сил притяжения между двумя гидрофильными поверхностями.

Смазочные свойства буровых растворов оценивают :

1. С помощью машины трения, по величине износа трущихся элементов;

2. Измерение коэффициента трения, по усилию на сдвиг фильтрационной корки

Стабильность буровых растворов.

Стабильность - это способность бурового раствора сохранять реологические и фильтрационные свойства во времени. Стабильность связана с седиментационной устойчивостью и агрегативной устойчивостью.

Седиментационная устойчивость - устойчивость к действию сил тяжести. Седиментационная стойчивость оценивается суточным отстоем и кружкой стабильности. Как правило, седиментационная устойчивость оценивается только в утяжелённых растворах.

Агрегативная устойчивость - способность сохранять свою дисперсность. Агрегативная устойчивость оценивается комплексом параметров : показателем фильтрации и статическим напряжением сдвига. На агрегативную неустойчивость указывает резкое повышение показателя фильтрации и уменьшение СНС₁₀ по сравнению с СНС₁.

Для оценки стабильности обращенных эмульсий используется специальный параметр, который называется - электростабильность (U, Вольт). Электростабильность оценивается величиной напряжения, при которой по цепи начинает проходить ток определённой величины. Раствор считается стабильным, при U>120 В. На U влияет : содержание ПАВ, минирализация водной фазы, наличие наполнителей и частота вращения устройства для приготовления бурового раствора.

Добавление электролитов способствует эффективной работе ПАВ, гидрофобизует утяжелитель (утяжелитель не осаждается) и гидрофобизует поверхность выбуренной породы. В связи с этим горная порода не влияет на стабильность обратных эмульсий.

Приборы для определения электростабильности : ПЕС, ИГЕР - 2 (измеритель гидрофобности эмульсионных растворов).

Материалы и химические реагенты.

Материалы - это вещества, не растворимые в буровом растворе, и не оказывающие, как правило влияния на физико-химические свойства.

Химические реагенты - это вещества, способные растворяться в буровом растворе и изменять физико-химическое состояние.

1. СМАД, Графит, Газовая сажа, Смазочные добавки на основе отходов рыбной промыш.

2. МАС - 200, Т-80, Триксан, Реагенты-компауну (смесь нескольких веществ)

3. Все железистые утяжелители, ЖС-7, Икимсо.

1. - щелочные электролиты (каустическая сода)

- ингибиторы и минерализаторы (CaCl, KCl)

- реагенты для удаления ионов кальция (кальцинированная сода)

- структурообразователи (соль, известь, жидкое стекло)

- реагенты для повышения термостойкости (хромсодержащие)

2. - полисахариды (крахмал, КМЦ)

- лигносульфанаты (КССБ)

- гуматы

- окисленные лигнины

3. - акриловые полимеры - акрилаты

- синтетические смолы

- кремний-органические жидкости

4. - анионактивные

- катионактивные

- амфотерные

- неионогенные