8. Выбор показателей свойств промывочной жидкости.

9.1. Выбор плотности бурового раствора.

Выбор плотности бурового раствора регламентирован действующими «Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности». Согласно этим правилам, плотность бурового раствора должна быть такой, чтобы статическое давление раство­ра превышало бы пластовое давление на 4-15%. В то же время правила ограничивают превышение давления раствора над пластовым величиной 1,5 - 3,5 МПа.

Для продуктивных и непродуктивных пластов плотность промывочной жидкости находится по следующей формуле: р_о= а*К_а

где К_а - коэффициент аномальности пластового давления;

а - коэффициент запаса. Принимает значения:

0-1200м а=1,10;

1200-2500м а=1,05.

При выборе плотности должно быть выполнено условие: К_а<р_о<К_п

Разобьем всю глубину скважины на интервалы и запишем для них соответствующие коэффициенты аномальное™ и индексы давления поглощения.

Таблица 8.1

Интервал, м	Ка		Кп
0-418, 1010-1131	1		1.41
418-1010, 1131-1833	0.95		1.46
1833-1921	1,25		1.5
1921-2068	0.91	1.43

Согласно Единым техническим правилам, плотность жидкости принимаем расчет­ная — расчетная + 0,02 г/см³ Найдем плотности буровой промывочной жидкости:

Интервал 0-418, 1010-1131 м

р_о=1,1·1=1,1

Окончательно задаю значение плотности р=1120-1140кг/м³.

Интервал 418-1010, 1131-1833м.

р_о=0,95·1=1,04.

Окончательно задаю значение плотности р=1000 ÷ 1040 кг/м³.

Интервал 1833-1921 м.

р_о=1,05·1,25=1,31

Окончательно задаю значение плотности р=1320 ÷ 1340 кг/м³.

Интервал1921-2068м.

р_о=1,05·1,05=1,1

Окончательно задаю значение плотности р=1120 – 1140 кг/м³.

9.2. Выбор реологических свойств бурового раствора.

Реологические свойства бурового раствора характеризуются значениями пластиче­ской вязкости η, динамического напряжения сдвига τ_о. Реологические свойства вы­бираем из [1].

Выбираем показатели τ_о, η по ρ_о из [1]

Таблица 8.2

_{Значения пластической вязкости η, динамического напряжения сдвига τ0}

ρо	τо , д Па	η , м Па
1120-1140	98	15
1000 - 1040	96	8
1320 -1340	96	8
1120-1140	95		7

Рис. 8.1 Зависимость пластической вязкости и динамического напряжения сдвига от плотности глинистых растворов .

9.3 Выбор показателей эффективной и условной вязкости.

Если реологические свойства измеряются с помощью вискозиметра ВСН-3 ос­нащенного пружиной №2 при частотах вращения n₁=300 и n₂=600 об/мин, эффектив­ную вязкость можно рассчитать по формуле:

[η_эф]=мПа·с [τ₀]=дПа

Интервалы 0-418, 1010-1131м.

η_эф=15+ 99/6 = 31.5 мПа·с

Интервалы 418-1010, 1131-1833м.

η_эф=8+96/6 =24 мПа·с

Интервал 1833-1921 м.

η_эф=8+96/6 =24 мПа·с

Интервал 1921-2068м.

η_эф=7+96/6=23мПа·с

По величине η_эф рассчитывают условную вязкость УВ

УВ=14,7+0,87· η_эф +0,01· η_эф ²

При ρ>1100 кг/м³ вводится поправка

УВ=УВ·1,1/ρ_о

Интервалы 0-418, 1010-1131м.

УВ=(14,7+0,87·31.5+0,01·31.5²) ·1,1/1 = 30.2 с.

Интервалы 418-1010, 1131-1833м.

УВ=(14,7+0,87·24+0,01·24²) ·1,1/0,95 = 31 с.

Интервал 1833-1921 м.

УВ=(1,47+0,87·24+0,01·24²) ·1,1/1,25=30 с.

Интервал 1921-2068 м.

УВ=(1,47+0,87·23+0,01·23²) ·1,1/0,91=28 с.

Буровой раствор должен обладать способностью к тиксотропному структурообразованию. Достаточной для удержания во взвешенном состоянии частиц утяжелителя и обломков выбуренной породы.

Одноминутное значение статического напряжения сдвига бурового раствора долж­но находиться в пределах 25-35 дПа. Минимальное допустимое значение-этого пока­зателя составляет 15 дПа.

Согласно рекомендациям ВНИИКР нефти, значение коэффициента тиксотропного структурообразования должно отвечать условию:

к₁=θ₁₀/θ₁≤3

Это соотношение можно использовать для выбора предельно допустимого значения десятиминутного напряжения сдвига.

Таблица 8.3

Реологические и структурные свойства раствора

Параметр	Интервал				Прибор
	0-418, 1010-1131 м	418-1010, 1131-1833	1833-1921м	1921-2068м
Плотность, кг/м3	1120-1140	1000-1040	1320 -1340	1120-1140	АБР-1 ВПР-1
Пластическая вязкость, мПа·с, η	15	8	8	7	ВСН-3
Динамическое напряжение сдвига, τо д Па	99	96	96	95	ВСН-3
Одноминутное статиче­ское напряжение сдвига θ1, дПа	30	25	25	24	СНС-2
Десятиминутное статиче­ское напряжение сдвига, , дПа	50	55	65	60	СНС-2
Эффективная вязкость ηэф. мПа·с	31.5	24	24	23	ВСН-3
Условная вязкость УВ, с	30.2	31	30	28	ВБР-5