Отечественными исследователями выполнен большой объем теоретических, экспериментальных и промышленных исследований процессов смешивания и вытеснения буровых и тампонажных растворов, буферной жидкости в скважине.
Основные результаты теоретических работ, лабораторных и промышленных экспериментов заключаются в следующем.
1. Процесс вытеснения жидкостей из кальциевого пространства под
чинен строгой закономерности и может быть поставлен в зависимость от
обобщенного параметра Рейнольдса вытесняющей жидкости.
2. Коэффициент вытеснения Кв имеет максимальные значения при
структурном и турбулентном режимах. Создание турбулентного потока
предпочтительнее, так как обеспечивается более высокая степень вытесне
ния по сравнению _со структурным потоком. Проведение процесса при
низких значениях Re затруднительно из-за возможного видоизменения
структурного режима в переходный.
3. Абсолютная величина рассматриваемого коэффициента максималь
на при вытеснении воды и значительно снижается при использовании бу
ровых растворов.
При турбулентном режиме течения влияние динамического напряжения сдвига буровых и тампонажных растворов проявляется в меньшей степени, чем действие инерционных сил.
Установлено, что связь между коэффициентом вытеснения и скоростью аналогична связи между коэффициентом вытеснения и Re. Следовательно, вода, движущаяся при высоких числах турбулентности, обеспечивает эффективное вытеснение растворов в скважине и поэтому должна в чистом виде с добавлением различных ПАВ использоваться при цементировании всех скважин и установках мостов, где это допускается геолого-техническими условиями. С увеличением Re значение Кв
возрастает.
Эффективность вытеснения растворов из кольцевого пространства скважины целесообразно ставить в зависимость от режима течения вытесняемой жидкости, а определять только во взаимосвязи и взаимозависимости с режимами течения вытесняемой и вытесняющей жидкостей.
Для обеспечения турбулизации рекомендуется в раствор вводить пластификаторы.
Достижение турбулизации за счет увеличения скорости потока в условиях малых кольцевых зазоров и высоких реологических показателей цементных растворов — задача весьма сложная и часто неразрешимая. В подобной ситуации турбулизация потока может быть обеспечена путем механического воздействия на поток турбулизирующими элементами — турбу-лизаторами.