Главная / Статьи / Бурение с использованием буровых растворов

Бурение с использованием буровых растворов

Размещено
 О том, что бурение артезианских скважин на воду выполняется с применением бурового раствора — факт общеизвестный. А о самих буровых растворах, их свойствах, видах, роли в процессе бурения разговора практически никогда не идет.

Когда впервые начали применять буровые растворы

1833 год. Французский инженер по фамилии Фовелл, наблюдая за процессом бурения, обратил внимание, что при вскрытии напорного водоносного пласта фонтанирующая вода выносит на поверхность шлам, эффективно очищая ствол от выбуренной породы. Это натолкнуло его на идею разработки агрегата, который бы подавал в скважину воду под давлением, чтобы вымывать грунт, поднимая его в зазоре между стенками скважины и буровой штангой.

Постепенно были разработаны многокомпонентные дисперсные системы со сложным составом, представляющие собой жидкости — суспензионные, эмульсионные или аэрированные. Они заменили собой воду, которая изначально применялась для промывания скважин, и стали называться буровыми растворами.

Функции буровой жидкости

Буровой раствор непрерывно циркулирует в скважине, выполняя следующие задачи:

  • создает давление-антагонист поровому давлению;
  • образует слой на стенках шахты, удерживая неустойчивые грунты и предупреждая обвал породы;
  • играет роль смазки для бурового инструмента и замедляет процессы коррозии;
  • обеспечивает охлаждение вращающихся компонентов (долот).

Главной функцией буровых растворов остается очистка ствола от выбуренных кусков породы.

Виды буровых растворов

Во время вращательного бурения скважин на воду используются промывочные жидкости  на водной основе — глинистые и неглинистые растворы, техническая вода и буровой раствор естественного происхождения.

С точки зрения экономии средств выигрывает техническая вода. К ее положительным характеристикам также можно отнести низкую вязкость, что обуславливает легкость вымывания шлама, эффективность охлаждения бурового инструмента. Но низкая плотность имеет и свои минусы. В частности:

  • неспособность удержать взвешенные частицы пород в момент завершения циркуляции;
  • отсутствие свойства образовывать слой на стенках забоя при бурении в рыхлых породах;
  • легко поглощается некоторыми типами пород.

Естественный буровой раствор также относится к группе бюджетных, так как представляет собой суспензию из воды и непосредственно шлама. То есть его не готовят заранее, он образуется диспергированием воды и разбуриваемой породы в процессе бурения. Но методика может применяться только при соответствующих геологических условиях: требуется особый минералогический состав грунта, иначе не последует процесса диспергирования.

Глинистые растворы наиболее популярны. В качестве промывочной жидкости применяются растворы бентонитовых, каолиновых и гидрослюдистых минералов. Чем выше качество исходного сырья, тем больше бурового раствора можно приготовить. Так, из одной тонны бентонита получается 15 м3 промывочной жидкости, в то же время из того же количества низкосортной глины на выходе образуется в пять раз меньше раствора.

К неглинистым растворам относят жидкости, формирующиеся путем химической реакции. Примером такой дисперсной системы является биополимерный раствор.

Так как все промывочные жидкости обладают своими качественными характеристиками — вязкостью, плотностью, статическим напряжением, они оказывают разное влияние на скорость вращения и прохождения бурового инструмента, стабильность стенок скважины и конечный результат бурения.

"Бурение с использованием буровых растворов", БК "ПОИСК", рассказать друзьям: Март 11th, 2018
Наверх