Удельный вес и плотность

Удельный вес  – отношение веса промывочной жидкости к ее объему, выражается в ньютонах на кубический метр. Под плотностью  понимают величину, определяемую отношением массы тела к его объему, выражаемую в килограммах на кубический метр. Удельный вес характеризует способность промывочной жидкости осуществлять в скважине гидродинамические и гидростатические функции:

 удерживать во взвешенном состоянии и выносить из скважины частицы породы наибольшего размера;

 создавать гидростатическое давление на стенки скважины, рассчитанное, исходя из необходимости предотвращения поступления в ствол скважины нефти, газа или воды из пласта и сохранения целостности стенок скважины;

 обеспечивать снижение веса бурильных и обсадных труб для уменьшения нагрузки на талевую систему буровой.

Плотность промывочной жидкости, содержащей газ, называют кажущейся, а плотность жидкости, не содержащей газа – истинной. Процесс определения плотности основан на определении гидростатического давления на дно измерительного сосуда.

Плотность промывочных жидкостей в бурении измеряют двумя способами: на рычажных весах и ареометром АГ-3ПП.

Условная вязкость

Условная вязкость Т – одно из структурно-механических свойств промывочной жидкости, измеряется в секундах, является условной характеристикой гидравлического сопротивления прокачиванию промывочной жидкости. По мере увеличения условной вязкости гидравлические сопротивления возрастают, ухудшаются условия очистки забоя от выбуренной породы, затрудняется перенос энергии от насосов к забойному двигателю, ослабляется интенсивность размыва породы на забое скважины. Величина вязкости зависит от размеров и формы используемого прибора. Обычно при бурении используется для определения условной вязкости вискозиметр ВП-5.

Предельное статическое напряжение сдвига

Предельное статическое напряжение сдвига (СНС) является условной характеристикой прочности тиксотропной структуры, возникающей в промывочной жидкости после нахождения в покое в течении одной (СНС₁) или десяти (СНС₁₀) минут, обозначается  и измеряется в паскалях. Величина СНС₁ характеризует удерживающую способность промывочной жидкости. При выборе параметров промывочной жидкости принимается меньшее значение величины СНС₁, при котором обеспечивается выполнение указанной функции.

В связи с тиксотропностью промывочной жидкости прочность структуры при длительном нахождении в покое может достичь таких значений, при которых в момент восстановления циркуляции сопротивление структуры вызовет очень большое увеличение давления промывочной жидкости, что способствует разрыву пласта. Поэтому, кроме величины СНС₁, измеряют и СНС₁₀, причем тиксотропность характеризуется частным от деления второй величины на первую.

Измерение статического напряжения сдвига промывочной жидкости производится с помощью прибора СНС-2 по методике, которая косвенно моделирует удерживающую способность промывочной жидкости путем задержки вращения подвесного цилиндра с помощью упругой нити.

Имеются более совершенные методы измерения, например, с помощью приборов ВСН-3 (ротационный вискозиметр) или РВР (с автоклавом и нагревателем), что позволяет определить СНС в условиях, близких к естественным.