|
 При бурении скважин для удаления из забоя и из ствола скважины обломков разбуриваемых пород используют буровой раствор (промывочную жидкость). Физические и химические свойства бурового раствора играют важную роль в достижении успеха в буровых операциях. Эти свойства раствора являются, возможно, единственными переменными во всем процессе бурения, которые можно быстро изменить для повышения эффективности бурения.
Свойства, которые имеют наибольшее значение для гидравлики долота, включают в себя:
• плотность
• реологические свойства
• выход раствора
Плотность
Плотность – это вес единицы объема бурового раствора, которая обуславливает поддержание частиц бурового раствора во взвешенном состоянии. Увеличение плотности бурового раствора увеличивает его несущую способность за счет увеличения его подъемной силы и вязкости вследствие возросшего содержания в растворе твердой фазы.
Плотность бурового раствора непосредственно связана с количеством и средним удельным весом твердой фазы в системе. Контроль плотности важен потому. Что гидростатическое давление, создаваемое столбом бурового раствора, необходимо для противодействия пластовым давлениям и предотвращения смятия ствола.
Реологические свойства
Реология буровых растворов и связанная с ней гидравлика кольцевого пространства непосредственно связаны с тем, насколько эффективно очищается ствол и насколько он стабилен. К наиболее важным реологическим характеристикам относятся:
Вязкость – имеет большое значение для обеспечения подъемной силы бурового раствора. Вязкость определяется концентрацией, качеством и степенью гидратации взвешенных частиц;
Условная вязкость – характеризует гидравлическое сопротивление бурового раствора течению;
Эффективная вязкость – косвенно характеризует вязкость бурового раствора как ньютоновской жидкости;
Пластическая вязкость – это та часть сопротивления течению жидкости, которая вызывается механическим трением;
Предел текучести или предельное динамическое напряжение сдвига – вторая составляющая сопротивления течению бурового раствора – является мерой электрохимических сил притяжения в буровом растворе;
Показатель фильтрации – косвенно характеризует способность раствора отфильтровываться через стенки скважины;
Толщина фильтрационной корки – косвенно характеризует способность раствора к созданию малопроницаемой фильтрационной корки на стенках скважины;
Показатель седиментации – косвенно показывает стабильность бурового раствора.
Выход раствора
Выход раствора является интегральным показателем качества бентонита. Этот расходный показатель раствора зависит от минералогического состава, тонкости помола и технологии модификации. Идеальным вариантом является использование глин с высоким содержанием монтмориллонита с преобладающим содержанием в обменном комплексе ионов калия и натрия (щелочные бентониты), что достигается, как правило, технологией модификации низкокачественных глин.
Стандарты API-13А и OCMA DFCP-4 устанавливают минимальный уровень выхода раствора. В API-13А это сделано не в явной форме, а путем регламентирования содержания глинистой фазы в суспензии при определении ее свойств, которое соответствует выходу раствора в количестве 16 м3/т для бентонита. | 
