Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Применение сжатого воздуха в бурении позволяет достичь высо­ких технико-экономических показателей ввиду специфических свойств газообразного агента. Воздух (газ) обладает низкой плотностью, ма­лой вязкостью и легко сжимается, что обеспечивает высокие скорости восходящего потока при сильной его турбулентности. В результате этого происходит полная очистка забоя от шлама, хорошее охлажде­ние породообразующего инструмента. Отсутствие гидростатического давления способствует повышению эффективности разрушения гор­ной породы на забое. Воздух не загрязняет продуктивные горизонты, что позволяет улучшить качество опробования.

Бурение с воздухом целесообразно использовать в следующих ус­ловиях:

•/ при бурении по трещиноватым и закарстованным породам в условиях потерь циркуляции промывочной жидкости с целью сниже­ния затрат на борьбу с поглощениями;

в безводных, пустынных и высокогорных районах, где затруд­нено водоснабжение;

в районах с многолетнемерзлотными породами с целью сниже­ния осложнений, связанных с замерзанием промывочной жид­кости;

•/ в породах, взаимодействующих с водой и теряющих свою ус­тойчивость;

✓ при бурении скважин на воду с целью лучшей отбивки продук­тивного горизонта и его освоения.

Бурение воздухом имеет и ряд недостатков:

ограничена глубина бурения из-за технических возможностей компрессора;

✓ затруднено бурение в обводненных породах, в несвязанных, сыпучих, а также липких пластичных породах;

У требуются дополнительные затраты для установки пылеулавли­вающих устройств;

•/ снижается выход керна в трещиноватых породах.

Успех бурения с продувкой воздухом зависит от рабочих парамет­ров компрессора (давления и расхода воздуха), компоновки бурового снаряда и схемы обвязки поверхностного оборудования.

При бурении скважин на нефть и газ в качестве газообразных агентов используют воздух, поступающий от компрессорных устано­вок, природный газ из магистральных газопроводов или из близрас — положенных газовых скважин, выхлопные газы двигателей внутрен­него сгорания.

При выборе конкретного вида газообразованного агента необхо­димо учитывать не только повышение технико-экономических пока­зателей, но и безопасность ведения буровых работ. Необходимо учи­тывать то обстоятельство, что при использовании сжатого воздуха для вскрытия газосодержащих коллекторов могут образовываться взрыво­опасные смеси за счет наличия кислорода в закачиваемом воздухе. Поэтому для вскрытия продуктивных газоносных и нефтегазоносных коллекторов часто используют природный газ от действующей скважи­ны или магистрального газопровода. В этом случае на нагнетательной линии устанавливают спускные краны и влагоотделители. Газ, выхо­дящий из скважины, сжигается с помощью факела на конце выкид­ной линии (длина не менее 80—100 м). Если газ используется вторич­но (при замкнутой системе циркуляции), то его предварительно очи­щают от шлама и влаги в сепараторах, трапах и фильтрах, а затем подают в компрессор. Такая схема хотя и громоздка, но более эко­номична, так как способствует снижению суммарного расхода газа на бурение.

Для бурения скважин с продувкой сжатым воздухом используют серийное буровое оборудование: станки и установки, породоразрушаю­щий инструмент. Принципиальное отличие от способов бурения с при­менением жидких очистных агентов заключается в устройстве выход­ной линии на поверхности и герметизации устья скважин. Схема об­вязки оборудования при разведочном бурении с продувкой воздухом приведена на рис. 6.10.

Основное оборудование включает буровой станок 14, компрес­сор 1 с ресивером 2 и буровой насос 15 с зумпфом 16. Насос можно использовать в случае осложнений или при встрече сильно обводнен­ных пород. В систему обвязки оборудования включают влагоотдели- тель 4 для сбора конденсата, холодильник 5 для поддержания постоян­ной температуры воздуха, герметизатор устья скважины 11, шламо­отводную линию 12 с циклоном 13 для очистки воздуха. В систему обвязки входят соединительные шланги 3, вентили 7 и выкидная ли­ния 6. В качестве контрольно-измерительной аппаратуры используют манометр 9 для контроля давления воздуха, расходометр 8, термо­метр 10. Температура сжатого воздуха не должна превышать 90 °С, так как это может вызвать разрушение резиновых шлангов. Выкидная линия 12 обычно устанавливается в сторону господствующих ветров на расстоянии не менее 10 м. Для уменьшения попадания пыли на буровую иногда на конце выкидной линии устанавливают вытяжной вентилятор. Трубопроводы поверхностной обвязки не должны иметь резких сужений и поворотов.

При бурении с продувкой следует использовать бурильные трубы муфтово-замкового соединения с широкими проходными каналами и коническими резьбами. Такие соединения обеспечивают минималь­ные потери давления и утечки воздуха.

Породоразрушающий инструмент должен обеспечивать свободный проход воздуха на забой, поэтому предпочтительно использовать твер­досплавные коронки с повышенным выходом резцов и с увеличенной площадью промывочных каналов.

Переход с промывки на продувку не вызывает существенных изменений параметров режима бурения. Особое внимание уделяется расходу воздуха и его давлению в нагнетательной линии. Скорость бурения с продувкой в несколько раз выше, чем при бурении с про­мывкой, поэтому на забое образуется много бурового шлама и его нуж­но своевременно удалять. Скорость бурения зависит от того, насколь­ко своевременно и эффективно осуществляется очистка скважины.

Основной причиной осложнений при бурении с продувкой явля­ется поступление воды в скважину. При водопритоках до 10 % от ве­личины образующегося в единицу времени шлама последний начинает слипаться, что может привести к зашламовыванию скважины. Основ­ная мера борьбы с этим осложнением — увеличение расхода воздуха. Это способствует полному выносу шлама. При водопритоках от 10 до 35 % от расхода шлама на стенки скважины и бурильные трубы идет образование сальников, возникают затяжки и прихваты инструмента при подъеме. При водопритоках свыше 35 % к количеству шлама сальники не образуются, а возникает столб водошламовой суспензии. Эффективным средством борьбы с сальникообразванием является до­бавление в поток воздуха пенообразователей в виде 0,5 — 1,5 %-х вод­ных растворов в количестве 10—50 л на рейс. В качестве пенообра­зователей используют пенообразующие ПАВ, основные сведения по их применению приведены в табл. 6.10.

В случае притоков пластовой воды в состав воздуха вводят пено­образующие ПАВ. Наибольшее значение притока пластовых вод для бурения с очисткой забоя воздухом с добавкой ПАВ составляет около 120 л/ч. При притоках воды в указанном выше диапазоне использо­вание ПАВ предотвращает образование шламовых пробок и уменьша­ет возможность возникновения осложнений.

При бурении в многомерзлых породах важным фактором стано­вится температура сжатого воздуха. Принудительное охлаждение воз­духа от +5 до -10 °С полностью устраняет осложнения, связанные с растеплением стенок скважин и последующим их обваливанием в про­цессе бурения.

Комментарии запрещены.