Толщина фильтрационной корки

Толщина глинистой корки является определяющим фак­тором при возникновении осложнений, связанных с уменьше­нием диаметра ствола, чрезмерным вращающим моментом, за­тяжками и прихватом из-за перепада давлений. Считается, что толщина глинистой корки пропорциональна фильтрационным потерям, поэтому необходимо лишь определять эти потери. В действительности, хотя толщина глинистой корки и связана с фильтрационными потерями, реальная зависимость специ­фична для каждого раствора, так как величина Q_w/Q_c в уравне­нии (6) зависит от содержания твердой фазы в растворе и количества воды, удерживающейся в глинистой корке. Фильтра­ционные потери снижаются с повышением содержания твердой фазы, а объем глинистой корки возрастает (рис. 4).

Рис.4 Изменение объема фильтрата, объема глинистой корки и ее проницаемости в зависимости от объемной доли твердой фазы в суспензии глины альтвармбюхен.

Объем воды в глинистых корках, которые образуют различ­ные буровые растворы, зависит от набухаемости глинистых ми­нералов, входящих в состав глин. Бентонит, например, характе­ризуется сильной набухаемостью, благодаря чему образую­щаяся корка обладает сравнительно высоким соотношением воды и твердой фазы, поэтому отношение Q_w/Q_с невелико. Следует отметить, что содержание воды в глинистых корках лишь немного меньше, чем в набухших глинах, и практически не зависит от объемной доли твердой фазы в суспензии. Понятно, что объемная доля воды в глинистой корке вполне может служить мерой набухае­мости глины, из которой готовится раствор.

В меньшей степени толщина глинистой корки зависит от раз­мера и гранулометрического состава частиц. От этих парамет­ров зависят пористость корки и отношение ее суммарного объ­ема к объему зерен. Важность этих эффектов была подтверж­дена Бо, который измерял пористость фильтрационных корок, образованных смешиванием стеклянных шариков девяти разме­ров. В результате этих исследований было установлено сле­дующее.

1.Минимальную пористость получали при равномерной гра­дации частиц по размерам так как самые мелкие частицы плотно закупоривали поры между более крупными частицами.

Рис.5 Проницаемость и пористость фильтрационных корок из стеклянных шариков при их распределении по различным кривым (k-проницаемость нм²; Ф-пористость,%:

А-диапазон размеров шариков 140-550мкм;Б- диапазон размеров шариков 70-950мкм.

Смеси с расширенным диапазоном линейного распределения частиц по размерам обеспечивали наименьшую пористость.