БУРОВАЯ ТЕХНИКА: КАК РАБОТАЕТ ПРОМЫВОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ?

Перевод с английского: Назарян А.О.

Источник: http://www.articlesbase.com/science-articles/drilling-engineering-how-do-drilling-fluids-work-4586788.html

ВВЕДЕНИЕ

Шлам в циркулирующем потоке промывочной жидкости: нефть и газ Великобритании

    Уже в третьем веке до нашей эры, китайцы использовали промывочную жидкость, представляющую собой техническую воду, при бурении на углеводороды. Термин "раствор" был придуман, когда на Спиндлтоп в США, буровики гоняли стада крупного рогатого скота через обводненные поля и в результате, полученный раствор использовали для смазки сверла.
    Хотя технология изготовления и химический состав буровых растворов стали более сложными, концепция осталась прежней. Буровые растворы необходимы для успешного бурения, максимального закрепления и сведения к минимуму количество времени, необходимое для добычи нефти.

Цели бурового раствора

    Во время бурения образуется шлам, не представляющий проблемы, до прекращения бурения, в связи с износом породоразрушающего инструмента или иной причины. Когда это происходит, и бурение ведется без промывочной жидкости, скважина заполняется шламом. Для предотвращения зашламования скважины используют промывочную жидкость. Вязкость промывочной жидкости увеличивается при снижении скорости бурения, позволяющей достичь ей жидкой консистенции и загустевания при остановке. Шлам находится во взвешанном состоянии, пока меняется сверло. Эти геле-подобные вещества преобразуется снова в жидкую консистенцию с началом бурения.
    Буровые растворы также помогают контролировать давление в скважине путем компенсации давления углеводородов и скальных образований. Взвешанные агенты добавляются в промывочную жидкость для увеличения ее плотности и, следовательно, ее давления на стенки скважины.
    Еще одной важной функцией буровых растворов является стабилизирующая функция. Для предотвращения поглощения и проникновения в трещины горных пород используются специальные добавки
    Чем глубже скважина, тем больше бурильных труб необходимо для ее бурения. При этом масса бурильных труб достаточно большая, и промывочная жидкость обеспечивает плавучесть, уменьшая нагрузку. Кроме того она уменьшает силу трения с горной породой и охлаждает скважину. Это позволяет увеличить срок службы породоразрушающего инструмента.

Буровые растворы Источник: OSHA

Типы буровых растворов

    Буровые растворы бывают на водной, нефтяной или синтетической основе, и каждая композиция используется при различных условиях скважины. Если горная порода состоит из глины или соли, то для большей эффективности промывочной жидкости необходимо использовать различные добавки. В самом деле, инженер по промывочным жидкостям в процессе бурения постоянно изменяет состав промывочной жидкости различными добавками для изменения плавучести и минимализации силы трения и т.д.
    Помимо химического состава и свойств инженер по промывочным жидкостям так же должен предотвращать негативное воздействие на окружающую среду. Промывочную жидкость на нефтяной основе лучше использовать в соляных породах. Промывочные жидкости на водной основе практически не загрязняют окружающую среду при бурении на море.
    Утилизация буровых растворов после их использования также может быть проблемой. Последние технологические достижения установили необходимые методы для утилизации буровых растворов.