Термины и определения основных показателей свойств буровых и цементных растворов

Адсорбция бентонита (bentonite adsorbtion) проникновение или кажущееся исчезновение молекул или ионов одной или более субстанций внутрь жидкости или твёрдого тела: напр., в гидратированном бентоните адсорбированная вода, удерживаемая между слоями, подобным слюде, является результатом адсорбции.

Водоотдача (фильтрация) бурового раствора (filtration, water loss) - показатель, характеризующий объём фильтрата (см³), отделившегося от бурового раствора за 30 мин. при пропускании раствора через бумажный фильтр диаметром 75 мм.

Выход бурового (глинистого) раствора (drilling mud yield) – количество кубических метров глинистой суспензии с заданной вязкостью и содержанием песка, полученное из одной тонны глины (сортность глины).

Вязкость бурового раствора (mud viscosity) - внутреннее трение - свойство раствора оказывать сопротивление перемещению её частиц, которое проявляется при движении одной частицы жидкости относительно другой.

Вязкостьбурового раствора, кажущаяся (mud apparent viscosity) – функция пластической вязкости и предела текучести. Выражается в сантипуазах по замеру на вискозиметре прямого показания и равна ½ показания при 600 об/мин. (в американской практике).

Вязкость бурового раствора, пластическая (mud plastic viscosity) - величина, характеризующая темп роста касательных напряжений сдвига бурового раствора при увеличении скорости сдвига в случае, когда зависимость касательного напряжения сдвига от градиента скорости сдвига представлена в виде прямой (не проходящей через начало координат), определяемая углом наклона этой прямой. Или: пластическая вязкость h_пл - это условная величина, характеризующая вязкое сопротивление течению бурового (цементного) раствора, не зависящая от касательных напряжений (давлений прокачивания). Она не имеет определённого физического смысла, её невозможно измерить на каком-нибудь приборе, может быть определена графически или расчётным путём по формуле:

h_пл = B/n(j₂ - j₁).

Здесь: В - константа прибора (указывается в паспорте), j₂ и j₁ — углы закручивания в градусах (определяются по графику), n — скорость сдвига (частота вращения).

Вязкостьбурового раствора, структурная (mud structural viscosity) — вязкость, определяемая из уравнения Бингама du/dn = 1/h(t-q), где h - коэффициент структурной вязкости, t - приложенное касательное напряжение, q - статическое напряжение сдвига бурового раствора.

Вязкостьбурового раствора, условная (funnel mud viscosity)- величина, косвенно характеризующая гидравлическое сопротивление течению, измеряемая временем истечения заданного объёма бурового раствора через вертикальную трубку (определённого диаметра). Или: вязкость бурового раствора, определяемая с помощью стандартного прибора СПВ-5, с.

Вязкостьбурового раствора, эффективная (mud effective viscosity) - величина, косвенно характеризующая вязкость бурового раствора, определяемая отношением касательного напряжения сдвига к соответствующему градиенту скорости сдвига. Или: эффективная вязкость - один из наиболее важных показателей, характеризующий сумму вязкостного и прочностного сопротивлений течению бурового (цементного) раствора; снижается с увеличением касательных напряжений (давления прокачивания).

Замещение обменного комплекса (base exchange) замещение катионов, связанных с поверхностью, катионами других видов, т.е. превращение натриевой глины в кальциевую.

Засорение бурового раствора (mud contamination) – наличие любого постороннего материала в буровом растворе, которое создаёт вредное на него воздействие.

Засорение бурового раствора, кальциевое (американская терминология) (calcium contamination) – присутствие растворимых ионов кальция в избыточной концентрации, снижающие качество бурового раствора: увеличивается водоотдача и др.

Консистенция глинистой корки (американская терминология) (cake consistency) – согласно RP АНИ термин расшифровывается словами твёрдая, мягкая, плотная, разнообразная, жёсткая и т.д.

Концентрация газа в буровом растворе (gas concentration in mud) – величина, косвенно характеризующая содержание газообразной фазы в буровом растворе, определяемая объёмом газа в единице объёма бурового раствора.

Концентрация глинистой фракции в буровом растворе (clay fraction concentration in mud) – величина, определяемая отношением количества частиц размером менее 10 мкм определённой влажности к общему количеству бурового раствора.

Концентрация посторонних твёрдых примесей в буровом растворе (concentration of solid contaminant in mud) – величина, определяемая отношением количества твёрдых нерастворимых посторонних примесей к общему количеству бурового раствора. Ндп. процент песка в буровом растворе.

Концентрация твёрдой фазы в буровом растворе (mud solid concentration) – величина, определяемая отношением всего количества нерастворённого твёрдого вещества определённой влажности к общему количеству бурового раствора.

Концентрация утяжелителя в буровом растворе (weighting material concentration in mud) – величина, определяемая отношением количества утяжелителя определённой влажности к общему количеству бурового раствора.

Коркаглинистая (cake, clay cake) — фильтрационная корка, образующаяся в пустотном пространстве пород стенки скважины и на её поверхности, обеспечивающая уменьшение проницаемости стенок скважины, усиление связности слабосцементированных пород, уменьшение трения бурильных и обсадных труб о стенки скважины, повышающая скин-эффект при эксплуатации пластов. Или (американская трактовка): взвешенные твёрдые вещества, осевшие на пористой среде во время фильтрации.

Коэффициент давления бурового раствора, термический (mud thermal pressure coefficient) – величина, характеризующая изменение давления постоянного объёма бурового раствора при изменении температуры, определяемая относительным изменением давления в системе при нагревании на один градус, отнесённым к давлению при данной температуре.

Коэффициент вязкости бурового раствора (coefficient of drilling mud viscosity) - величина, равная силе внутреннего трения, которая возникает между двумя слоями площадью, равной единице, при градиенте скорости, равном единице.

Коэффициент коллоидальности твёрдой фазы бурового раствора (colloidity coefficient of mud solid phase) - величина, равная отношению показателю коллоидальности дисперсной фазы бурового раствора к показателю коллоидальности эталонной дисперсной фазы бурового раствора.

Коэффициент сжимаемости бурового раствора, изотермический (coefficient of isotermic mud compressibility) – величина, характеризующая изменение объёма бурового раствора в изотермических условиях под воздействием давления, определяемая относительным изменением его объёма при изменении давления на одну единицу, отнесенным к объёму бурового раствора при данном давлении.

Коэффициент объёмного расширения бурового раствора, термический (thermal factor of mud volumetric expansion) - величина, характеризующая изменение объёма бурового раствора с изменением температуры при постоянном внешнем давлении и определяемая относительным изменением объёма при нагревании на 1К, отнесенного к объёму бурового раствора при данной температуре.

Коэффициент температуропроводности бурового раствора (mud thermal diffusivity) – величина, характеризующая скорость изменения температуры в буровом растворе, определяемая отношением коэффициента теплопроводности к удельной теплоёмкости и плотности бурового раствора.

Коэффициент теплопроводности бурового раствора (thermal conductivity factor, mud heat conduction coefficient) - величина, характеризующая способность бурового раствора проводить теплоту, определяемая количеством теплоты, проходящей в единицу времени изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице.

Напряжение сдвига бурового раствора, динамическое (dynamic viscosity, dynamic sear(ing) stress of mud) - величина, косвенно характеризующая прочностное сопротивление бурового раствора течению, определяемая отрезком на оси касательного напряжения сдвига, отсекаемым прямой, отображающей зависимость касательного напряжения сдвига от градиента скорости сдвига при течении бурового раствора.

Напряжение сдвига бурового раствора динамическое, предельное (Bingham yield point) - это условная величина, характеризующая прочность структурной сетки бурового раствора, которую необходимо разрушить для обеспечения течения бурового (цементного) раствора, не зависящая от касательных напряжений (давления прокачивания). Она увеличивающаяся с ростом вязкостного сопротивления (оно почти всегда больше статического), не имеет определённого физического смысла; эту величину невозможно измерить непосредственно каким-нибудь прибором; определяется графически или расчётным путём.

Напряжение сдвига бурового раствора, касательное (drilling mud shear stress, yield stress [point]) – величина, характеризующая сопротивление бурового раствора сдвигу, определяемая силой, приложенной к единице площади поверхности сдвига.

Напряжение сдвига бурового раствора, начальное (yield value, initial stress) - начальное сопротивление движению жидкости - начальное сопротивление движению, по Бингаму, для бурового раствора, измеряющееся вискозиметром.

Напряжение сдвига бурового раствора, статическое (начальное – mud initial gel strength, конечное – mud final gel strength) - величина, характеризующая прочностное сопротивление бурового раствора, находящегося в покое заданное время. Или: Касательное напряжение сдвига, соответствующее началу разрушения структуры бурового раствора, находящегося в покое определённое время. Или: величина, характеризующая прочность тиксотропный структуры бурового раствора, т.е. величина того касательного напряжения, при котором буровой раствор выводится из состояния равновесия и начинает двигаться, а также устанавливает интенсивность роста его во времени.

Напряжение сдвигабурового раствора, статическое, предельное (mud gel strength) – способность и мера коллоида, суспензии (бурового раствора) образовывать гель. Различают СНС через 1 и 10 мин.

Напряжение электропробоя бурового раствора (electrical break-down, mud break – down voltage) - величина, косвенно характеризующая стабильность буровых растворов на углеводородной основе, определяемая разностью потенциалов в момент разряда тока между расположенными на определённом расстоянии электродами, погружёнными в буровой раствор.

Насыщение бурового раствора воздухом (air cut) – случайное механическое включение и дисперсия воздуха в систему бурового и тампонажного раствора.

Параметры бурового раствора (drilling mud characteristics) – показатели, характеризующие основные свойства бурового раствора: плотность, условную вязкость, статическое напряжение сдвига, водоотдачу, толщину глинистой корки, стабильность, содержание песка, содержание газа, концентрацию водородных ионов (рН), температуру и др.

Пластичность глин (clay plasticity) - способность глинистого теста принимать придаваемую ему форму, зависящая от минералогического и гранулометрического состава глины, формы и характера поверхности зёрен, количества воды в глинистом тесте, содержания в воде растворимых солей и других причин.

Плотность бурового раствора (drilling mud density) — масса единицы объёма, кг/м³ (г/см³) бурового раствора.

Показатель бурового раствора, водородный (pH mud index) – величина, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода в растворах, численно равная отрицательному десятичному логарифму активности или концентрации ионов водорода.

Показатель бурового раствора, окислительно-восстановительный (mud pH value) – величина, характеризующая активность окислителей и восстановителей в буровом растворе, равная электрическому потенциалу инертного электрода в определённых условиях.

Показатель коллоидальноститвёрдой фазы бурового раствора (drilling mud colloidity index, colloidity coefficient of mud solid phase) - величина, косвенно характеризующая физико-химическую активность дисперсной фазы бурового раствора, определяемая количеством активного вещества, адсорбированного единичной массой дисперсной фазы. Ндп. коллоидальность бурового раствора.

Показатель консистенции бурового раствора (consistency index, consistency coefficient) - коэффициент степенной функции, отображающий зависимость касательного напряжения сдвига от градиента скорости сдвига в выбранном интервале скоростей при течении бурового раствора.

Показатель минерализации бурового раствора (salt contamination, salt index, mud salinity index) - величина, косвенно характеризующая содержание водорастворимых солей в буровом растворе, условно определяемая эквивалентным содержанием солей хлористого натрия.

Показатель неньютоновского поведения бурового раствора (non-Newtonian behavior index) - показатель степени функции, отображающей зависимость касательного напряжения сдвига от градиента скорости сдвига при течении бурового раствора.

Показатель седиментации бурового раствора (setting index, mud sedimentation index) — величина, косвенно характеризующая стабильность бурового раствора и определяемая количеством дисперсной фазы, отделившейся от определённого объёма бурового раствора в результате разделения компонентов за определённое время.

Показатель фильтрации бурового раствора (filtration, filter loss, fluid loss, water loss, filtrate index) - величина, косвенно характеризующая способность бурового раствора отфильтровывать часть своей жидкой фазы через стенку ствола скважины, определяемая количеством дисперсионной среды, отфильтрованной через перегородку ограниченной площади под действием определённого перепада давления за определённое время, см³ (см. водоотдача).

Прилипание (adhesion) – усилие, удерживающее разные молекулы или частицы.

Проба раствора (sample mud) – отобранное некоторое количество (объём) бурового раствора для определения некоторых параметров.

Скорость сдвига бурового раствора (mud rate of shear, mud gradient of shear strain) величина, характеризующая скорость относительной деформации, определяемая отношением разности скоростей двух соседних слоёв бурового раствора, скользящих друг относительно друга в направлении, параллельном плоскости контакта, к расстоянию между ними.

Содержание нефти (oil content) – содержание в буровом растворе нефти, выражаемое в %%.

Содержание песка в буровом растворе (sand content) - определение нерастворимых твёрдых веществ, собранных на сите 200 меш (американский вариант). Выражается в %% от общего объёма.

Содержание (концентрация) твёрдых веществ в буровом растворе (solid concentration) – общий объём твёрдых частиц в растворе, определённый дистилляцией растворимых и нерастворимых частиц. Взвешенные твёрдые вещества могут быть высокой и низкой плотностью, природные и промышленные. Взвешенные твёрдые вещества образуют глинистую корку, растворимые остаются в фильтрате. Общее содержание выражается в %% по объёму, реже по весу (американская интерпретация).

Сопротивлениебурового раствора, электрическое (mud electric resistance) - сопротивление бурового раствора проходящему через него электрическому току.

Сопротивление бурового раствора, электрическое, удельное (specific electric mud resistance) – величина, характеризующая сопротивление бурового раствора электрическому току, определяемая отношением напряжённости электрического поля к плотности тока.

Теплоёмкость бурового раствора, удельная (specific heat, specific mud heat capacity) - количество теплоты, необходимой для нагревания единицы массы бурового раствора на один градус.

Толщина фильтрационной корки бурового раствора (mud cake thickness) - величина, косвенно характеризующая способность бурового раствора к образованию временной крепи на стенке скважины, определяемая толщиной слоя дисперсной фазы, отложившейся на ограниченной поверхности проницаемой перегородки под действием определённого перепада давления за определённое время, мм.

Точкаанилиновая (aniline point) – наименьшая температура, при которой равные объёмы свежедистиллированного анилина и нефти, уже испытанной, полностью смешиваются. Это испытание даёт указание на свойства (парафиновая, нафтеновая, асфальтовая, ароматическая) нефти. Анилиновая точка, применяемая в бурении для растворов на дизельном топливе или нефти, указывает на отрицательное воздействие, которое эти материалы могут оказать на естественную или синтетическую резину – чем ниже анилиновая точка, тем сильнее разрушение резиновых частей.

Фильтрат бурового раствора (drilling mud filtrate) – жидкая фаза бурового раствора, которая отфильтровывается в пласт-коллектор (фильтром являются порода-коллектор и глинистая корка на стенке скважины) вследствие разности давления столба жидкости в скважине и пластового давления. Различают динамическую и статическую фильтрацию.

Щёлочность (alkalinity) – объединённая способность основания, измеряемая максимальным количеством эквивалентов кислоты, с которой оно вступает в реакцию и образует соль. В анализах воды она представляет карбонаты, бикарбонаты, гидроокислы, а иногда силикаты и фосфаты в воде. Определяется титрованием со стандартной кислотой до определённых точек. В американской практике имеются указания по определению фенолфталеина, метилоранжа, щёлочности фильтрата буровых растворов и самой глины.