16. Реологические свойства буровых растворов.

Все жидкости обладают подвижностью, т.е. способностью течь, при этом первоначальное расположение частиц жидкости изменяется, происходит деформация. Наука о деформации и течении всех встречающихся в природе тел называется реологией, а свойства тел, связанные с течением и деформацией называются реологическими. Реологические свойства характеризуются вязкостью, статическими напряжениями сдвига, а также реологическими кривыми зависимости напряжения от скорости сдвига.

Вязкость характеризует прокачиваемость буровых растворов и обусловлена внутренним трением в них. При бурении скважин следует поддерживать минимально необходимую вязкость раствора. При излишне высокой вязкости вследствие больших гидравлических сопротивлений в кольцевом пространстве возможно раскрытие трещин в слабых пластах (гидроразрыв) и поглощение промывочной жидкости; хуже очищается раствор от шлама и газа на поверхности; увеличивается дифференциальное давление на забой; снижается подача буровых насосов и мощность турбобура; хуже охлаждается долото. В тоже время раствор с повышенной вязкостью при прочих равных условиях поглощается менее интенсивно, выносит шлам на поверхность при меньшей скорости восходящего потока. Обычно измеряют динамическую, пластическую и условную вязкость.

Для характеристики прочности структуры раствора в покое и при движении принят показатель - статическое напряжение сдвига (СНС).

Наличие структуры бурового раствора обуславливает способность удерживать шлам во взвешенном состоянии. Чем выше СНС, тем лучше удерживающая способность раствора. Такой раствор, попавший в пласт, закупоривает его, снижает поглощения и проявления, однако при этом возрастают гидравлические сопротивления в ЦС и особенно при пуске буровых насосов.

17. Расчет промывки скважины.

Целью расчета является выбор насосов, турбобуров и установление режима их работы по интервалам бурения.

1) Расход бурового раствора. Определим скорость восходящего потока: где - критическая скорость (скорость витания) для наиболее крупной частицы шлама, м/с.

На практике в большинстве случаев рекомендуется принимать м/с. При опасности сальникообразования и осыпания горных пород эту скорость увеличивают до 1…1,2 м/с. Допускается кратковременное уменьшение до 0,2…0,3 м/с.

Минимальная подача бурового насоса: , где d_д, d_н – диаметр долота и наружный диаметр бурильных труб, м.

2) Определим потери давления циркуляции.

Р = k(Р_ТР + Р_КП + Р_УБТ + Р_З + Р_Д + Р_ПОВ), где k – коэффициент запаса на случай преодоления дополнительных сопротивлений в осложненных условиях бурения, k = 1,3…1,5.