Технология буровых растворов

 
 M
i
 = С
i
·
Δ
V
.
 
(2.20) 
7)
Определить параметры и занести в таблицу 2.5. 
Таблица 2.5 – Результаты лабораторных исследований 
Состав 
раствора 
Порода, 
г/л 
Обработка 
Плотность, 
кг/м
3
УВ,
с 
Показатель 
фильтрации, 
см
3
/30мин. 
СНС1/10, 
Па 
рН 
– 
– 
2.4
 
Исследование взаимосвязи содержания коллоидной фазы и 
реологических характеристик буровых растворов при вскрытии слабо-
литифицированных глин 
Известно, что одной из основных проблем, связанной с бурением в сла-
болитифицированных активных, набухающих глинах, является налипание гли-
нистых частиц на породоразрушающий инструмент (долото, расширитель), 
замки и муфты труб и образование так называемых «сальников». Это зачастую 
приводит к увеличению толкающих и тяговых нагрузок, росту момента при 
вращении бурильной колонны, снижается эффективность разрушения горной 
породы, а вследствие этого и показатели работы долот. 
Применение методик оценки загрязнения бурового раствора выбуренной 
породой с использованием реологических характеристик позволяет оперативно 
реагировать на изменяющиеся условия бурения, при этом поддерживая буровой 
раствор в оптимальном состоянии. 
Реологические и структурно-механические параметры бурового раствора 
измеряются с применением ротационных вискозиметров (приборы внесены в Гос-
ударственный реестр средств измерений, регистрационный номер 35936-07). По-
следние в настоящее время представлены преимущественно моделями 
производства Ofite и Fann (отечественный аналог – ВСН-3). Вискозиметры с 
прямыми показаниями – инструменты ротационного типа, приводимые в дви-
жение либо при помощи электродвигателя, либо вручную. Буровой раствор за-

---

47 
ливается в кольцевое пространство между двумя концентрическими цилиндра-
ми. Внешний цилиндр или роторная гильза (втулка) движется при постоянной 
скорости вращения – ротационной скорости. Вращение роторной втулки в жид-
кости вызывает вращающий момент на бобе (грузике) или внутреннем цилин-
дре. Вращательное движение внутреннего цилиндра сдерживается торсионной 
пружиной, а микромер, соединённый с внутренним цилиндром, показывает его 
перемещение. Константы инструмента подогнаны таким образом, что пласти-
ческая вязкость и динамическое напряжение сдвига получаются использовани-
ем показаний прибора при скоростях вращения роторной гильзы 600 и 
300 об/мин. Процедура измерения пластической вязкости и динамического 
напряжения сдвига (ДНС) на приборах данного типа заключается в измерении 
угла поворота внутреннего цилиндра при вращении его в исследуемом буровом 
растворе со скоростью 600 и 300 об/мин. При этом величина пластической вяз-
кости равна разнице между двумя этими показателями. 
Важное значение в процессе контроля качества и уровня загрязнения бу-
ровых растворов имеет определение адсорбционной ёмкости бурового раство-
ра, определяющее количество активных коллоидов, присутствующих в буровом 
растворе, и косвенно демонстрирующее концентрацию глинистой фазы в буро-
вом растворе. Методика основана на адсорбировании метиленовой сини на 
глинистых частицах. Адсорбционная ёмкость бурового раствора в отношении 
метиленового синего служит показателем содержания реактивных глинистых 
компонентов (бентонит или буровой шлам). Определение этого показателя про-
водят по методу MBT (methylene blue test – тест на адсорбцию метиленового 
синего). Адсорбционная ёмкость по методу МВТ даёт примерное представле-
ние о суммарной катионообменной ёмкости твёрдой фазы бурового раствора. 
Адсорбционная ёмкость не обязательно должна соответствовать фактической 
катионообменной ёмкости: обычно первая бывает немного меньше второй. Тест 
на адсорбционную ёмкость включает в себя добавление раствора метиленового 
синего к буровому раствору, обработанному перекисью водорода и 5N раство-
ром серной кислоты. Метиленовый синий добавляют вплоть до момента насы-
щения, о наступлении которого свидетельствует образование «ореола 
красителя» вокруг капли твёрдой фазы на фильтровальной бумаге (рис. 2.1). В 
дополнение к глинистым компонентам буровые растворы нередко содержат 
другие вещества, также способные адсорбировать метиленовый синий. Предва-
рительная обработка перекисью водорода с кислотой позволяет лишить этого 
свойства органические материалы, такие как лигносульфонаты, лигниты, цел-
люлозные полимеры, полиакрилаты и др. 

---

48 
На рисунке 2.1 изображена вариация распределения тестовых капель на 
листе фильтровальной бумаги, а также примеры ореолов. Ввод метиленовой 
сини может производиться не только по 1 мл, фактический объём определяется 
предполагаемым содержанием коллоидной фазы и для малоглинистых раство-
ров обычно составляет 0,1 мл. 
Рисунок 2.1 – Пример распределения тестовых капель на фильтровальной бумаге
при определении адсорбционной ёмкости по методу MBT 
Количественное значение адсорбционной ёмкости по методу МБТ опре-
деляется по формуле: