Утяжелители буровых растворов

Основное средство повышения плотности глинистого бурового раствора свыше 1400кг/м3 - применение утяжелителей - инертных порошкообразных материалов.

Утяжелители буровых растворов в зависимости от плотности подразделяются на три группы (см.табл.7.3)

Таблица 7.3

Группа	Наименование	Плотность, кг/м3
I	Малоколлоидные глины, мергели, мел, известняки	2600-2900
II	Барит	4480
	Гематит	5300
	Maгнетит	5300
III	Ферромарганец, феррофосфор, концентраты свинцовых руд и др.	6000-7000

* Применение утяжелителей данной группы ограничено

Количество утяжелителя для повышения плотности 1 м3 глинистого раствора до заданной величины определяется из выражения

                  (7.17)

где ρ_у и ρ_ур - плотность соответственно утяжелителя и утяжеленного бурового раствора, кг/м3.

В случае применения влажного утяжелителя, требуемое его количество рассчитывается по формуле

                (7.18)

Глинистый раствор перед утяжелением должен обладать условной вязкостью не менее 24-24 с; величина СНС должна быть не менее 4-5 Па, а водоотдача 10 см3 за 30 мин.

Количество утяжелителя (в кг), необходимое для утяжеления глинистого раствора заданного объема

                (7.19)

Плотность утяжеленного глинистого раствора (в кг/м3) после добавки в исходный объем глинистого раствора заданного количества утяжелителя

               (7.20)

Пример 7.7. Определить массу утяжелителя (барита) плотностью ρ_у=4300кг/м3, необходимое для утяжеления 1 м3 глинистого раствора от  ρ_б.р=1250 доρ_б.р = 1500кг/м3.
Решение. Требуемая масса сухого утяжелителя вычисляется по формуле (7.17).

Пример 7.8. Используя условия и решения примера 7.5, надо определить количество утяжелителя (барита плотностью ρ_у=4300кг/м3), которое следует добавить к глинистому раствору, чтобы увеличить его плотность до 1500 кг/м и объем полученного раствора.
Решение. Объем барита, который необходимо добавить к глинистому раствору

или m_у=1·10-4·4300=43·10-3 кг

Объем полученного раствора

V_ур=V_р+V_у =1·10-3 + 1·10-4=1,1·10-3м3.

Пример 7.9. В процессе бурения скважины объем бурового раствора плотностью ρ_б.р=1270 кг/м3 составлял К_р=72м . Сколько потребуется барита ρ_у=4300кг/м3, чтобы повысить плотность раствора до 1400 кг/м3.
Решение. Количество барита определяется по формуле (7.19)

Пример 7.10. К объему глинистого раствора V_р=40м3 плотностью ρ_б.р=1240кг/м3 было добавлено 6000 кг барита. Какой будет плотность раствора после добавки утяжелителя и насколько увеличится объем?

Решение. Плотность полученного раствора рассчитывается по формуле (7.20)

Объем раствора увеличится на объем добавляемого барита:

∆V_р=6000/4300≈1,4м3