Механические свойства буровых растворов (пластичность, упругость, эластичность и прочность) определяются их внутренней структурой и вследствие этого, называются структурно-механическими

По механическим свойствам гетерогенные (многофазные) буровые растворы могут быть:

ü бесструктурными (свободнодисперсными);

Структурированными (связнодисперсными).

В бесструктурных системах, называемых золями, частицы дисперсной фазы не взаимодействуют друг с другом и не способны создавать какую-либо пространственную сетку, именуемую структурой.

Механические свойства этих систем аналогичны механическим свойствам их дисперсионной среды и одинаковы в покое и при течении.

В структурированных системах, называемых гелями, частицы дисперсной фазы связаны между собой и образуют пространственную структуру, имеющую определенную механическую прочность.

В покое гели упрочняются, а попавшие в ячейки структуры дисперсионная среда (свободная вода) теряет свою подвижность.

Однако перемешивание или нагревание системы нарушает структуру и возвращает ей свойства золя. Явление перехода геля в золь и обратно носит название тиксотропии.

Для измерения величины статического напряжения сдвига используют прибор СНС-2, а также ротационные вискозиметры ВСН-3, ВСН-2М

 

45 Свойства и условия применения гидрофобных (инвертных) эмульсий, их отличия от РУО, недостатки.

ИЭР по свойствам и условиям применения близки к РУО, но выгодно отличаются от них тем, что содержат значительное количество воды, а следовательно существенно дешевле.

ИЭР представляют собой гидрофобно - эмульсионно -суспензионные системы.

Дисперсионная среда ИЭР:

ü дизельное топливо марок «Л» или «З»;

ü разгазированная нефть (с температурой вспышки > 70 ° С).

Дисперсная фаза ИЭР:

ü жидкая - минерализованная CaCl₂ (NaCl, MgCl₂) техническая или пластовая вода (содержание соли 180…240 кг/м³);

ü твердая - молотая негашеная известь (гидроокись кальция - СаО), глинопорошок (ПББ, ПБВ), железный купорос, хлорное железо, мел (утяжелитель), барит (утяжелитель).

ü Основным недостатком ИЭР (кроме общих недостатков с РУО) является их обратимость при повышенном содержании твердой фазы.

 

47 Понятие об эффективной вязкости. Определение эффективной вязкости псевдопластичных БР в различных каналах скважины.

Эффективная вязкость характеризует ту действительную вязкость, которой обладает буровой раствор при скорости сдвига, имеющей место в кольцевом пространстве скважины, в бурильных трубах или в насадках долота.

Эффективная вязкость при скорости сдвига равной 100 с^-1 (ЭВ₁₀₀, Па×с) характеризует вязкость бурового раствора в кольцевом пространстве скважины и является основным показателем, определяющим транспортирующую способность его потока, которая тем выше, чем выше значения ЭВ₁₀₀.

ЭВ₁₀₀ = k (100) ^{n - 1}. (3.8)

Однако с ростом ЭВ₁₀₀ увеличиваются гидравлические сопротивления при течении бурового раствора в кольцевом пространстве и, соответственно, дифференциальное давление, что ведет к снижению механической скорости бурения и проходки на долото в результате не только удержания частиц разрушенной породы на забое, но и ухудшения условий формирования зоны предразрушения (условий зарождения и развития макро- и микротрещин).

Эффективная вязкость при полностью разрушенной структуре (ЭВ₁₀₀₀₀) характеризует вязкость бурового раствора в насадках долот и в песко- илоотделителях (гидроциклонах).

С уменьшением ЭВ₁₀₀₀₀ повышается степень очистки забоя скважины от шлама и степень охлаждения вооружения долота, вследствие чего возрастает ресурс его работы и механическая скорость бурения.

Кроме того, с уменьшением ЭВ₁₀₀₀₀ снижается интенсивность обогащения бурового раствора шламом, так как при меньшей вязкости последний легче отделяется в очистных устройствах.

 

48 Расчеты, связанные с обработкой БР химреагентами, Сущность методики проектирования и оптимизации БР.

Выбор типа и рецептуры приготовления бурового раствора - сложная и кропотливая работа, основанная, прежде всего, на опыте разработчика. Кроме того, необходимо учитывать конъюнктуру рынка материалов для приготовления растворов и возможности организации, занимающейся бурением скважин в их приобретении.

В любом случае выбору типа, компонентного и долевого состава, а также рецептуры приготовления бурового раствора должны в обязательном порядке предшествовать лабораторные испытания, которые должны охватывать как оценку качества материалов для приготовления буровых растворов, так и оценку качества самих растворов.