Качество очистки вертикальных скважин

Определить качество очистки буровая бригада может по динамике (тенденциям изменения) показателей бурения и по состоянию вибросит.

Есть два математических метода, которые обычно применяют для прогнозирования и оценки качества очистки вертикальных скважин. Один из них использует объемное содержание шлама в кольцевом пространстве, другой - показатель эффективности транспортирования шлама.

Объемное содержание шлама³ рассчитывается как отношение суммарного объема шлама в кольцевом пространстве к полному объему кольцевого пространства.

Объем шлама в кольцевом пространстве

Объемное содержание шлама = ------------------------------------------ (7.1)

Полный объем кольцевого пространства

Более низкая концентрация шлама означает более качественную очистку. Чтобы обеспечить более качественную очистку, нужно решить задачу подъема шлама на поверхность. Но шлам стремится, под действием сил гравитации, перемещаться вниз через буровой раствор с конечной скоростью, называемой конечной скоростью оседания. Для того чтобы шлам начал двигаться вверх, скорость потока в кольцевом пространстве должна стать выше конечной скорости оседания.

Отношение скорости частиц шлама к скорости потока бурового раствора в кольцевом пространстве называется показателем эффективности транспортирования шлама⁴. Этот показатель используется во втором методе для оценки качества очистки.

Показатель эффективности транспортирования шлама = v_c / v_a (7.2)

где:

v_с = скорость частиц шлама = v_a - v_s

v_a = скорость потока в кольцевом пространстве = расход /площадь поперечного сечения потока

v_s = конечная скорость оседания = (7.3)

g = гравитационная постоянная d_c = диаметр частиц шлама

ρ _c = плотность шлама

ρ _f = плотность бурового раствора

Все, что увеличивает показатель эффективности транспортирования, повышает качество очистки вертикальных скважин. Одним из путей увеличения показателя эффективности транспортирования шлама является уменьшение конечной скорости оседания. Конечная скорость оседания зависит от плотности и размера частиц шлама, а также от вязкости и плотности бурового раствора. Чем больше размер и плотность шлама, и чем меньше вязкость и плотность бурового раствора, тем быстрее будет шлам погружаться в буровой раствор. Наши усилия по повышению качества очистки вертикальных скважин направлены, в основном, на уменьшение конечной скорости оседания или увеличение средней скорости потока в кольцевом пространстве.

Однако для повышения качества очистки важно не только уменьшить конечную скорость оседания. Чтобы понять, как повысить качество очистки вертикальных скважин, нужно рассмотреть все факторы, влияющие на этот показатель.