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 Qw/Qc 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 Qw/Qс 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.
