Бентониты и сопутствующие материалы для ГНБ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ

Реология – наука о деформации и течении всех встречающихся в природе тел. Свойства тел, связанных с течением и деформации тел, называются реологическими. Данные свойства характеризуются не только постоянными или временными напряжениями, возникающими в веществе (например, напряжения, возникающие в растворе при остановке и пуске буровых насосов), но и от некоторых физико-химических условий, таких как температура, влажность, растворимость и т.д.

Пластическая вязкость – величина, качественно характеризующая сопротивление течению, а количественно – внутренние силы препятствующие деформации жидкого тела. Чем больше в буровом растворе полимеров или твердой фазы, тем выше величина пластической вязкости.

Динамическое напряжение сдвига (ДНС) – величина, условно характеризующая прочностное сопротивление раствора течению, обусловленное силами притяжения-отталкивания между частями дисперсной фазы. Другими словами, ДНС – это усилие, которое необходимо приложить к раствору, чтобы вызвать его течение. Величина ДНС характеризует удерживающую способность бурового раствора во время его циркуляции в скважине.

Статическое напряжение сдвига (СНС) – характеристика прочности структуры бурового раствора в покоящемся состоянии (в отсутствие циркуляции). Зависит от типа и концентрации твердой фазы и полимеров, содержащихся в буровом растворе. Величина СНС характеризует седиментационную устойчивость бурового раствора, т.е. способность раствора удерживать частицы выбуренного шлама в отсутствие циркуляции.

Условная вязкость – характеризует гидравлическое сопротивление бурового раствора прокачиванию. По величине условной вязкости можно примерно судить о реологических свойствах бурового раствора.

Плотность – величина, характеризующая массу единицы объема вещества. Необходимая плотность буровых растворов достигается добавками глины, солей, утяжелителей

Фильтрация (Водоотдача) – одно из важнейших свойств бурового раствора, обеспечивающее безаварийное ведение работ. Во время промывки скважины глинистым буровыми раствором, под действием перепада давления, на стенках скважины образуется глинистая корка из твердой фазы, содержащейся в растворе. Отфильтрованная жидкая фаза проникает в стенку скважины и ее величина пропорциональна величине отфильтрованной твердой фазы.

Концентрация ионов водорода (РН) – величина РН характеризует кислотность или щелочность воды, или бурового раствора. При РН <7 кислая среда, при РН=7 – нейтральная, РН >7 – щелочная среда. Величина PH является важной характеристикой для воды или бурового раствора. Изменяя величину РН, можно влиять на реологические, фильтрационные, абразивные, коррозионные свойства буровых растворов. Большинство хим. реагентов, используемых в ГНБ, зависят от величины РН в воде при приготовлении бурового раствора.

Общая жесткость – величина, показывающая общее содержание в растворе (воде) ионов кальция и магния. Общая жесткость оказывает влияние на работу глинопорошка и полимеров при приготовлении бурового раствора, так если величина общей жесткости больше, чем 300 мг/л, то распускание бентонита ухудшается в несколько раз, а при высоком показателе общей жесткости в воде затворения бентонит может совсем не распуститься.

Содержание ионов хлора – величина, показывающая в растворе или воде концентрацию солей. Данная величина также влияет на работу некоторых хим. реагентов при приготовлении, а также может нести важную информацию во время бурения (например, поступление пластовой воды или бурение солевых пропластков).