Дисперсные системы и промывочные жидкости - Закупоривание каналов ухода

Закупоривание каналов ухода

 

Промывочная жидкость должна обладать закупоривающи­ми свойствами. Это достигается введением измельченных ве­ществ, получивших название наполнителей. Отлагаясь в сужени­ях трещин, частицы наполнителя создают каркас, на котором осаждается твердая фаза, формируя изоляционные тампоны. Постепенно такие тампоны смыкаются, образуя в поглощающем пласте вокруг скважины водонепроницаемую завесу.

Частицы наполнителя должны равномерно распределяться в жидкости, поэтому необходимо, чтобы жидкость обладала опре­деленной структурой, препятствующей осаждению наполнителя. Размеры частиц наполнителя и его концентрация не должны су­щественно ухудшать работу буровых насосов.

 

Перенос энергии от насосов к забойным механизмам

 

Для эффективной работы забойных механизмов (турбобу­ров, гидроударников, винтовых двигателей) требуется опреде­ленная энергия, которая переносится от бурового насоса, уста­новленного на поверхности, к забою скважины. Количество этой энергии определяется техническими характеристиками за­бойных механизмов и условиями бурения. Энергия, затрачивае­мая на привод бурового насоса, расходуется, кроме того, на преодоление гидравлических сопротивлений при циркуляции промывочной жидкости в скважине.

Технические возможности насосов ограничены, поэтому ко­личество подведенной к забойному двигателю энергии будет за­висеть от потерь напора при циркуляции промывочной жидко­сти. Потери зависят при прочих равных условиях от подачи на­соса и реологических свойств жидкости. Так как на подачу на­соса влияют геологические условия бурения и расход жидкости, требуемый для устойчивой работы забойного механизма в нуж­ном режиме, главным регулирующим фактором энергетических затрат остаются реологические свойства промывочной жидко­сти. Поэтому при использовании забойных механизмов стремят­ся максимально уменьшать реологические параметры промывоч­ных жидкостей, учитывая при этом и другие их функции.

 

Обеспечение проведения геофизических исследований

 

При бурении разведочных скважин и по достижении проект­ной глубины обязательно проводится комплекс геофизических исследований, позволяющих уточнить геологический разрез и из­мерить ряд важных характеристик пласта. Эффективность та­ких исследований зависит от качества промывочной жидкости. Так, при повышенных реологических параметрах геофизические приборы могут зависать в скважине, в то время как бурильный инструмент опускается свободно. В отдельных случаях параметры промывочных жидкостей влияют и на показания приборов. Все эти обстоятельства должны учитываться при выборе качест­ва промывочной жидкости.

 

Сохранение теплового режима скважин в многолетнемерзлых породах

 

При бурении скважин в слабосвязанных многолетнемерзлых породах чрезвычайно важно предотвратить нагрев пород в при-скважинной зоне. Нарушение теплового режима (растепление) горных пород, слагающих стенки скважин, приводит к их обру­шению, образованию просадочной воронки в приустьевой части скважины с потерей устойчивости наземных сооружений, в уже обсаженных скважинах могут деформироваться и полностью разрушиться обсадные трубы.

В многолетнемерзлых породах промывочная жидкость долж­на иметь минимальную теплоемкость и теплопроводность. Темпе­ратура промывочной жидкости должна быть ниже температуры разбуриваемых пород, поэтому ее следует охлаждать, особенно в летнее время.

При бурении льдистых (насыщенных льдом) пород разру­шение льда, цементирующего породы, происходит и в промывоч­ных жидкостях, имеющих отрицательную температуру. В таких условиях особое значение приобретают режим промывки и мак­симально возможное сокращение времени контакта промывоч­ной жидкости с горными породами. Следует обеспечить режим течения промывочной жидкости, исключающий или уменьшаю­щий перемешивание в скважине пристенной части потока жид­кости со всем ее объемом. Это в свою очередь зависит от вида и свойств промывочной жидкости.

При выборе промывочной жидкости для бурения в многолет­немерзлых породах следует иметь ввиду, что при прекращении циркуляции возможно образование мерзлых пробок по стволу скважины, приводящее к прихватам бурильного инструмента.

Таким образом, функции, которые должна выполнять промы­вочная жидкость, предъявляют к ней ряд требований, которые нередко оказываются прямо противоположными. Так, при по­вышении гидростатического давления в скважине для предот­вращения обвалов и водопритоков ухудшаются условия разру­шения горных пород на забое скважины, снижается механиче­ская скорость бурения, ухудшается работа насосов. При умень­шении скорости движения промывочной жидкости в зазоре меж­ду керном и колонковой трубой с целью повышения выхода кер­на часто ухудшаются условия очистки забоя скважины от про­дуктов разрушения и в итоге снижается механическая скорость бурения.

Конечно, далеко не всегда промывочная жидкость должна выполнять все перечисленные функции и удовлетворять всем требованиям. Чаще особенности геологического разреза и физико-механические свойства горных пород в районе работ обуслов­ливают некоторые функции 'промывочной жидкости как глав­ные, а остальные — как второстепенные, подчиненные. Соответ­ственно дифференцируются и требования. Поэтому в каждом районе разведочных работ промывочная жидкость подбирается с учетом конкретных геолого-технических условий бурения. Это, в свою очередь, определяет разнообразие существующих видов промывочных жидкостей, обусловливает необходимость разра­ботки новых рецептур и совершенствование уже используемых промывочных жидкостей.