овини безпосередньо пов'язана з такими науками як геологія, хімія, фізика, а також з інженерними розрахунками. Метою розробки та використання бурових розчинів є успішне заканчивание кожної свердловини при мінімальних витратах.
Головні компоненти бурових розчинів
Системи бурових розчинів класифікуються за складом дисперсійного середовища, якої можуть служити вода, нафта або нафтопродукти і газ.
Коли головним компонентом є рідина (вода, нафта або нафтопродукти), термін бурові розчини відноситься до суспензії твердих речовин в цій рідині - це бурові розчини на водній або вуглеводневій основі.
Одночасна присутність обох рідин (води і нафти) призводить до утворення емульсії за умови перемішування і наявності відповідного емульгатора. Від хімічної природи емульгатора залежить тип утворюється емульсії: «нафта у воді», яку зазвичай називають нефтеемульсіонним розчином, або «вода в нафті», яку зазвичай називають «инвертная» емульсією.
Вода була першим буровим розчином і все ще залишається головною складовою більшості бурових розчинів. Вода може містити кілька розчинених речовин: луги, солі і поверхнево-активні речовини, органічні полімери, краплі емульгованої нафти, а також різні нерозчинні речовини: барит, глина, вибуренной порода, що знаходяться в підвішеному стані.
У бурових розчинах на вуглеводневій основі в якості дисперсійного середовища служать нафта або нафтопродукти, найчастіше це дизельне паливо. Так як в такому розчині неминуче присутність води (потрапляє в процесі буріння), вуглеводнева фаза повинна містити водоемульгірующіе добавки. Якщо воду додають спеціально, розчини на вуглеводневій основі називають інвертноемульсіоннимі розчинами (ІЕР). У такий розчин вводять різні добавки, що підвищують в'язкість, несучу здатність, а також барит. Емульгованих вода може містити луги та солі.
Бурові розчини на газовій основі можна поділити на такі категорії:
сухий газ;
вологий газ, в якому крапельки води або глинистого розчину переміщаються потоком повітря;
піна : бульбашки повітря оточені плівкою води, що містить стабілізуючий піну речовина;
загущенная піна містить зміцнюючі плівку матеріали: полімери або бентоніт.
Найбільш широке застосування знайшов повітря, іноді природний газ, вихлопні гази.
Опції бурового розчину
1. Руйнування вибою свердловини, особливо при розбурюванні пухких порід, коли їх розмив струменем бурового розчину з насадок долота вносить не менший внесок, ніж механічне руйнування забою долотом.
2. Основною функцією бурового розчину є видалення вибуренной породи з вибою, транспортування її вгору по кільцевому простору між бурильної колоною і стволом свердловини і забезпечення можливості її відділення на поверхні.
3. Запобігання приток флюїдів (нафти, газу, пластової води) з разбуріваемих проникних пластів.
4. Підтримка стійкості необсаженной інтервалів в стовбурі свердловини.
5. Охолодження і очистка долота.
6. Зменшення тертя між бурильної колоною і стінками стовбура свердловини.
7. Освіта тонкої фільтраційної кірки, яка перекриває пори в разбуріваемих породах.
8. Створення умов для збирання та інтерпретації інформації, яку можна отримати при аналізі бурового шламу, кернів і геофізичних досліджень (ДВС).
Основні параметри бурових розчинів
Щільність (?, г/см3) - це відношення маси бурового розчину до його об'єму. Розрізняють гадану і справжню щільності. Перша характеризує розчин, вихо?? ящий зі свердловини і містить газоподібну фазу, а друга - розчин без газоподібної фази.
Умовна в'язкість (Т, сек) - величина, обумовлена ??часом витікання зі стандартної воронки 500 см3 бурового розчину і характеризує рухливість бурового розчину.
Статична напруга зсуву (СНС, мгс/см2) - величина, обумовлена ??мінімальним дотичним напруженням зсуву, при якому починається руйнування структури бурового розчину в спокої. СНС характеризує міцність тиксотропної структури та інтенсивність зміцнення її в часі.
Фільтрація (Ф, см3/30 хв) - величина, обумовлена ??обсягом дисперсної середовища, відфільтрованої за 30 хвилин при пропущенні бурового розчину через паперовий фільтр обмеженій площі.
Показник фільтрації побічно характеризує здатність бурового розчину фільтрувати через стінки стовбура свердловини.
