Влияние состава и свойств промывочной жидкости на эффективность работы долота

Одним из факторов, существенно влияющих на механическую скорость бурения, являются параметры бурового раствора, такие как плотность, содержание твердой фазы, водоотдача, вязкость.

При изменении плотности r от 1 до 2,4 г/см³, механическая скорость бурения при прочих равных условиях снижается от 10 до 100%. Наибольшая механическая скорость может быть получена при бурении с продувкой воздухом или промывкой аэрированной жидкостью.

Влияние плотности на (особенно в области объемного разрушения) объясняется ростом перепада давления между скважиной и разбуриваемым пластом. При истирании породы это влияние незначительно. С понижением плотности проявляется эффект неравномерного всестороннего сжатия.

С ростом плотности для получения объемного разрушения необходимо повышать осевые нагрузки и наоборот (воздух, аэрированная жидкость).

Особенно резко падает механическая скорость проходки при увеличении разности между давлением промывочной жидкости и поровым давлением до 7-10 МПа. Отсюда следует вывод, что при бурении необходимо стремиться к поддержанию равновесия между поровым давлением в разбуриваемой породе и давлением столба промывочной жидкости путем регулировки ее плотности.

При бурении с промывкой водой, нефтью уменьшается с ростом вязкости, т.к. в слое жидкости, непосредственно примыкающем к поверхности забоя, жидкость движется ламинарно. А уменьшение скорости затрудняет удаление с забоя частиц.

При наличии в буровом растворе твердой фазы проходка также снижается с ее увеличением, т.к. на поверхности забоя образуется фильтрационная корка из частиц твердой фазы. Такая корка резко уменьшает фильтрацию жидкой фазы из раствора в микротрещины.

Механическая скорость проходки снижается с уменьшением водоотдачи. Это объясняется тем, что образуется более прочная корка, затрудняющая удаление обломков, а также снижением скорости проникновения фильтрата в микротрещины породы и замедляется темп выравнивания давлений.

Чем выше проницаемость пород и больше водоотдача (фильтрация), меньше вязкость фильтрата, ниже частота вращения, больше продолжительность контакта, тем слабее влияние плотности раствора, т.к. давление на забое и глубине выкола успевает выравниваться. С увеличением предельного динамического напряжения сдвига или плотность промывочной жидкости при неизменной скорости промывки возрастают гидравлические сопротивления в циркуляционной системе и давление, которое должны создавать буровые насосы, а следовательно, гидравлическая мощность на промывку скважины (при смене воды на глинистый раствор приходится уменьшать Q, что часто ведет к снижению ).