Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Глинистая корка образуется вследствие вытеснения фильт­рата раствора в поры горной породы и уплотнения на стенках скважины глинистых минералов и частиц выбуренной породы. Она представляет собой своеобразный фильтр, через который из скважины в пласт может пройти только жидкая фаза (фильтрат).

Толщина глинистой корки зависит в основном от водоотдачи раствора, избыточного давления на пласт, фильтрационных свойств пород и продолжительности контакта породы с раство­ром. Растворы, приготовленные из грубодисперсных карбонати — зированных глин, обладают высокой водоотдачей (15— 25 см3/30 мин) и образуют корку толщиной более 30 мм; раст­воры, приготовленные из тонкодисперсных глин с добавками, уменьшающими водоотдачу, образуют корку толщиной до не­скольких миллиметров. Для создания плотной корки минималь­ной толщины, предотвращающей фильтрацию в пласт, необхо­димо применять растворы с водоотдачей 3—5 см3/30 мин.

При бурении группы скважин на Кишиневском водозаборе были извлечены на поверхность образцы глинистой корки, об­разовавшейся на стенках скважин, сложенных карбонатными породами (рис. 2, а). Избыточное гидростатическое давление на пласт при этом составляло 7—7,5 кгс/см2. Плотность раствора при бурении вследствие разбавления водой изменялась в преде­лах 1,1—1,02 г/см3, водоотдача составляла более 14 см3/30 мин, бурение заканчивали с промывкой водой. На образцах была яс­но отображена поверхность стенок скважины с обломками кар­бонатных пород с одной стороны и следы скольжения долота — с другой. Толщина корки изменялась в пределах 7—27 мм.

Исследование образцов показало, что корка имеет тонкосло­истую структуру. Значительное количество кусочков шлама из карбонатных и глинистых пород величиной до 1,5 мм также имеют послойное расположение. Полосчатость обусловлена на­личием микрослойков толщиной 0,1—0,6 мм тонкопелитового состава. Характеристика образцов корки, по лабораторным дан­ным, следующая, влажность 26,3 вес. %, пористость 29,96%,
средняя плотность скелета 1,87, плотность 2,67. На рис. 2 пока­зана структура корки под микроскопом.

Согласно микроскопическим исследованиям (рис. 2, б), кор­ка сложена бледно-коричневой глинистой массой скрытофлюи — дального строения, обусловленного субпараллельной ориенти­ровкой наиболее длинных глинистых частиц (мусковита) и их агрегатов вдоль полосчатости. Объем глинистой массы состав-

а

ляег 60%- Около 30% занимают обломки и целые раковины (преимущественно фораминиферовые карбонатного состава). Удлиненные обломки так же, как и глинистые частицы, имеют предпочтительную ориентировку вдоль полосчатости. Остальные 10% составляют обломки кварца алевритовой размерности.

По данным рентгендифрактометрии, в состав глинистого ве­щества входят хлорит, монтмориллонит, гидрослюда и каоли­нит. В структуре гидрослюды в небольшом количестве имеются монтмориллонитовые пакеты.

В процессе бурения свойства промывочной жидкости изме­няются в значительных пределах в результате перехода в рас­твор части выбуренной породы и разбавления раствора водой при вскрытии водоносных пластов.

Разбавление раствора водой приводит к повышению водоот­дачи и к интенсивному отфильтровыванию жидкости в пласт, вследствие чего на стенках скважины, сложенных пористыми породами, откладывается толстая рыхлая корка. Поэтому при загустевании бурового раствора целесообразно применять реа­генты-понизители водоотдачи и реагенты-понизители вязкости. Наиболее приемлем для этой цели углещелочной реагент.

При углубке скважин в пластичных глинистых породах бу­ровой раствор, обогащаясь коллоидальной глиной, приобретает свойство склеивать набухшие кусочки шлама и откладывать на стенках скважины липкую глинистую корку, на которую они налипают [36]. Если в этом случае в качестве промывочной жидкости используют воду, часть шлама переходит в коллои­дальное состояние и, контактируя с проницаемыми породами, образует корку, на которую налипает шлам из глинистых и пес­чаных частиц. Поэтому после вскрытия водоносного пласта с промывкой водой во избежание его кольматации не следует углублять скважину, если нижележащие породы представлены глинами.

При бурении скважин с обратной циркуляцией промывочной жидкости эффект кольматации значительно уменьшается, так как шлам быстро удаляется с забоя через бурильную колонну труб.

Разглинизация гидрогеологических скважин практически сводится к разрушению и удалению из зоны фильтра глини­стой корки, образовавшейся при вскрытии пласта с промывкой. В практике бурения скважин на воду используют свыше 20 спо­собов разглинизации. Д. Н. Башкатов [8] все способы подраз­деляет на гидромеханические, физические, химические и комби­нированные. Физические и химические способы разглинизации еще не получили достаточно широкого применения и в основ­ном находятся на стадии экспериментальной проверки. Гидро­механические способы не обеспечивают полного восстановле­ния проницаемости пласта и фильтра. Данные опытных работ, приведенных во ВСЕГИНГЕО, показывают, что дебиты сква­жин, разглинизированных способом затрубной и внутрифильт — ровой промывки, не превышают 50% дебита скважин ударного бурения, пробуренных в аналогичных условиях. Более полной разглинизации достигают комбинированным способом, включа­ющим профилактические мероприятия, разрушение и удаление заглинизированной зоны продуктивного пласта и очистку внут­ренней поверхности фильтра от глинистого материала [8].

К числу эффективных способов разглинизации скважин следует отнести разработанные трестом Востокбурвод методы импульсного воздействия на водоносный пласт: импульсное на­гнетание воды в пласт, электроимпульсное воздействие на пласт с использованием эффекта Юткина, гидромеханическое импульсное воздействие на пласт в процессе откачки скважин гидропоршневыми насосами. Наибольшего эффекта достигают при гидроимпульсном воздействии на пласт с чередованием положительных и отрицательных импульсов [35]. Положитель­но зарекомендовал себя разработанный во ВНИИГС и в тресте Промбурвод метод виброразглинизации скважин с использова­нием вибраторов ВУР-3 и ВУР-4, а также способ освоения сква­жин с применением струйного аппарата с пакером [10, 30].

Комментарии запрещены.