Буровой раствор является комплексной дисперсной системой, состоящей из нескольких компонентов. Данная система объединяет суспензионные, эмульсионные и аэрированные жидкости, которые используются в целях промывки скважин в процессе бурения. Буровой раствор готовится на поверхности, после чего подается в буровую область колонны. После завершения процесса бурения, буровой раствор может оставаться в буровой колонне, либо откачиваться из нее.
Важными характеристиками (реологическими свойствами), по которым определяется качество бурового раствора, являются: условная и пластическая вязкость и показатель фильтрации.
Основные функции бурового раствора:
Основной функцией бурового раствора является вынос вырубленной породы из ствола и забоя, а также очищение скважины и забоя с целью предотвращения износа оборудования.
Удаление частиц породы возможно в случае, если скорость восходящего потока выше скорости осаждения данных частиц. Скорость осаждения частиц в спокойном растворе зависит от размеров и форм частиц, а также разницы удельных весов раствора и частиц. Поэтому, в случаях, когда мощности бурового насоса недостаточно, для обеспечения оптимальной скорости потока, следует увеличить вязкость вещества для улучшения качества очистки оборудования и скважины в допустимых пределах.
Для предотвращения усталостного режима разрушения забоя применяют гидромониторные насадки на долоте. Значительно влияет на процесс показатель фильтрации раствора: чем выше данный показатель, тем выше механическая скорость потока.
Второй важной функцией бурового раствора является смазка и охлаждение стенок скважины, долот и бурильных труб. В процессе бурения возникают значительные силы трения, которые смягчаются благодаря участию в процессе промывочной жидкости. Происходит смазка оборудования и скважины, а благодаря высокой теплоемкости бурового раствора обеспечивается охлаждение.
Стоит также отметить функцию поддержания частиц во взвешенном состоянии после прекращения процесса циркуляции. Во взвешенном состоянии удерживаются частицы выбуренной породы и утяжелителя, что позволяет избежать прихватов бурильного инструмента.