ОСОБЕННОСТИ НЕКОТОРЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ, СОПРОВОЖДАЮЩИХ ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В БУРОВЫХ СКВАЖИНАХ
Аннотация
Цель работы – исследование сущности ключевых физико-химических и механических процессов, протекающих при выполнении основных скважинных и вспомогательных операций бурового цикла, и определение на их основе содержания и последовательности выполнения конкретных технологических мероприятий гидравлической программы промывки скважин. Методика – определение содержания задачи, составление и формализация расчетной схемы исследуемого объекта; разработка физико-химической и механической моделей, описывающих характер соответствующих технологических процессов; выбор способа решения поставленных задач; решение основных математических зависимостей процесса с максимальным использованием вычислительного эксперимента; анализ полученных результатов; формулировка адекватных выводов и рекомендаций. Проведенными исследованиями последовательно проанализировано влияние параметров очистного агента на забойные процессы разрушения пород и поддержания устойчивости стенок ствола скважины. Показано наличие взаимосвязи между физико-геометрическими и механическими характеристиками продуктов разрушения и дисперсной фазы буровых растворов, а также циркуляционными скважинными и вспомогательными процессами реализации гидравлической программы промывки скважины, которые находятся в прямой зависимости от многообразия геолого[1]технических факторов. Осуществлены экспериментально-теоретические исследования кинетики измельчения горных пород (компонентов сложного бурового раствора), с учетом влияния на этот процесс рабочей среды. Проведены лабораторные исследования влияния среды, в состав которой входят вещества, избирательно хемосорбирующиеся в поверхности раздела фаз, на процесс разрушения материалов в шаровом, газоструйном и вибрационном измельчителях. Анализ механизмов разрушения горных пород при бурении скважин показал, что в их основе лежат волновые процессы, воздействие на которые имеют промывочные жидкости. Избирательная хемосорбция веществ из состава промывочных и вспомогательных технологических жидкостей на поверхности горных пород является основным регулятором влияния на соответствующие процессы при реализации отдельных операций цикла сооружения скважин; выбор веществ, избирательно хемосорбирующихся из состава жидкостей, необходимо осуществлять при условии равенства потенциалов ионизации адсорбента и адсорбата. Для условий строительства скважин различного назначения предложено дальнейшее развитие положений механики разрушения горных пород и физикохимии поверхностных явлений, в частности, уточнен механизм процессов, происходящих на границах раздела «горная порода – технологическая жидкость»; установлена корреляционная связь между действующими факторами и свойствами горных пород; предложена научно обоснованная методика выбора поверхностно-активных веществ для регулирования свойств соответствующих жидкостей; предоставлен научный прогноз применения результатов работы в других отраслях промышленности.
