Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

К вскрытию водоносного горизонта приступают после за­вершения всех работ, связанных с сооружением скважины до кровли водоносного горизонта, т. е. после крепления этого ин­тервала колонной обсадных труб, цементирования их затруб — ного пространства (если в этом есть необходимость), разбури — вания цементного стакана и тщательной промывки скважины, с целью удаления продуктов цементирования и ранее приме­няемого промывочного раствора. Технология бурения скважины в этом интервале осуществляется в соответствии с выбранным ранее способом и по методике, рассмотренной в соответствую­щих разделах данного учебника.

Вскрытие водоносного горизонта при вращательном буре­нии является важным технологическим приемом, от правиль­ности выбора которого зависят достоверность получаемой гид­рогеологической информации и дебит скважины. На эффектив­ность вскрытия водоносного горизонта влияют: 1) тип и способ установки фильтра в скважину: 2) способ, режим промывки и вид очистного агента.

Типы фильтров. Под фильтром обычно понимают специаль­ное устройство, устанавливаемое в скважине против водонос­ного горизонта, которое обеспечивает свободный доступ внутрь скважины чистой, без примесей, воды и одновременно предо­храняет ствол скважины от обрушения.

Фильтры устанавливают только в рыхлых не устойчивых породах. В скважину опускают фильтровую колонну, которая состоит из надфильтровой части, рабочей части, или собственно фильтра, и отстойника с пробкой. Отстойник служит для осаж­дения прошедших через рабочую часть фильтра частиц породы.

Все существующие фильтры могут быть разделены на:

а) дырчатые, или щелевые; б) сетчатые; в) гравийные; г) гра­витационные.

Для различных водоносных горизонтов рекомендуется под­бирать фильтры в соответствии со СНиП-11-31—74 (табл. 9.2).

Выбор конструкции фильтра производят, исходя из условия, при котором водозахватная способность фильтра [ превышала бы ожидаемый дебит скважины (3, т. е.

при (9.1)

где [и] — допускаемая скорость фильтрации при входе воды в фильтр, м/с;

[и] = 65 р’ кф, (9.2)

Р — рабочая поверхность фильтра, м2; — коэффициент филь­

трации пород водоносного горизонта, м/сут.

Область применения фильтров по СНиП-11-31—74

Водоносные породы

Применяемые фильтры

Полускальные неустойчивые, щебени­стые и галечниковые породы с преоб­ладающей крупностью частиц щебня и галькн от 20 до 100 мм, более 50 % Гравий, гравелистый песок с круп­ностью частиц от 1 до 10 мм с пре­обладающей крупностью частиц от 2 до 5 мм, более 50 %

Пески крупные с преобладающей крупностью частиц 1—2 мм, более 50 %

Пески средние с преобладающей круп­ностью частиц 0,25—0,5 мм, более 50 %

Пески мелкие с преобладюащей круп­ностью частиц 0,1—0,25 мм, более 50 %

Трубчатые фильтры с круглой и щеле­вой перфорацией. Стержневые фильтры

Трубчатые фильтры с круглой и щеле­вой перфорацией, с водоприемной по­верхностью из проволочной обмотки или из штампованного стального листа. Стержневые фильтры с обмоткой про­волокой из нержавеющей стали нз штампованного листа Трубчатые фильтры с щелевой перфо­рацией, с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, штампован­ного листа или сетки квадратного пле­тения

Стержневые фильтры с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, стального штампованного листа или сетки квадратного плетения Трубчатые и стрежневые фильтры из сеток гладкого (галунного) плетения. Трубчатые и стержневые фильтры с од­нослойной гравийной обсыпкой (гра­вийные фильтры)

Трубчатые и стержневые фильтры с од­нослойной, двух — или трехслойной песчаной или песчаногравийной обсып­кой (гравийные фильтры). Блочные фильтры

Значения коэффициента фильтрации

TOC o "1-5" h z Песок мелкозернистый…………………………………….. 2—5

Песок среднезернистый………………………………….. 6—15

Песок крупнозернистый………………………………… 16—30

Гравий………………………………………………………… 31—70

Галечник мелкий……………………………………….. 71—300

Галечник средний…………………………………….. 300—500

Галечник крупный…………………………………………… >500

Оборудование скважин фильтрами может производиться:

а) одновременно с процессом вскрытия водоносного горизонта;

б) последовательно, при этом вначале вскрывается водонос­ный пласт, а затем устанавливается фильтр. Обычно первый способ применяется, когда водоносный горизонт представлен мелкими и среднезернистыми песками, в том числе и глини­стыми.

Вскрытие водоносного горизонта с одновременной установ­кой фильтра может осуществляться с применением гидромеха­нического и гидравлического способов.

Гидромеханический способ основан на использовании спе­циальных долот-расширителей лопастного типа (рис. 9.4, а, б). Спускаемый в скважину фильтр подвешивается с помощью пе — реходника-отсоединителя на бурильных трубах и при спуске последних не вращается. Разбуриваемая долотом-расширителем порода выносится из скважины водой по зафильтровому про­странству или с помощью специального сальника по фильтро­вой трубе.

Бурильные трубы соединяются с отсоедииителем полым поршнем с помощью заклепок. После установки фильтра в сква­жине на поршень сбрасывается шаровой клапан, и под давле­нием промывочной жидкости заклепки срезаются. При подъеме долота вместе с бурильными трубами лопасти долота склады­ваются при упоре их в башмак отстойника.

Гидравлический способ установки фильтра в водоносный пласт может производиться традиционным способом гидрораз­мыва, дополнительно с сочетанием расхаживания фильтровой колонны или с применением гидравлического трубинного рас­ширителя.

При посадке фильтра с расхаживанием, надфильтровая труба оборудуется самоуплотняющимся сальником, снабжен­ным плоской пружиной, прижимающей его к внутренней по­верхности эксплуатационной колонны труб. Спуск и расхажи­вание фильтра производятся с помощью бурильных труб, ко­торые через резьбовой (левый) отсоедшштель связаны с гид­ромониторной насадкой. При спуске и расхаживании сальник закрыт цилиндрическим кожухом, который извлекается вместе с бурильными трубами из скважины после окончания всех ра­бот, связанных с установкой фильтра (рис. 9.5,о и б).

Гидравлический способ установки фильтра (рис. 9.6) с по­мощью гидротурбинного расширителя производится в рыхлых песках под гравийную обсыпку. Спуск фильтровой колонны в скважину осуществляется на бурильных трубах при одновре­менной работе расширителя. Выход его из-под башмака от­стойника должен быть не более чем на 0,25 м (рис. 9.6, а). Вода, поступающая в расширитель, размывает стенки сква­жины в зоне водоносного горизонта, образуя искусственную камеру. После установки фильтра в зафильтровое пространство (камеру) загружается песчано-гравийный материал. Отсоеди­нение бурильных труб от фильтра производится с помощью левого переходника после чего они вместе с гидротурбинным расширителем извлекаются из скважины.

При большой глубине скважин и при вскрытии водонос­ного горизонта, характеризующегося высокими дебитом и на­пором, расширитель оставляется в скважине. В этом случае

Рис. 9.4. Схема гидромеханического способа установки фильтра:

а —схема установки фильтров: 1 — отсоединитель; 2 — фильтровая колонна; 3 — долото-расшнритель;

4 ~ бурильные трубы; 5 — упорный подшипник; б — долото-расширитель

Рис. 9.5. Схема спуска фильтра с размывом и расхаживанием: Положение снаряда:

а — До установки; б — после установки: I — буриль­ные трубы; 2 — винт; 3 — обсадная труба; 4 — ко­жух; 5 — сальник; 6 — фильтр; 7 — гидромониторная насадка

переходник-отсоединитель бурильных труб устанавливается в башмаке отстойника.

Устройство гидротурбинного расширителя показано на рис. 9.6, б. Расширитель используется также для разглинизации фильтра. Сменой сопел добиваются изменения направления и

а 6 Рис. 9.6. Схема гидротурбинного способа установки фильтра: а — схема установки фильтра: 1 — бурильная труба; 2 — левый переходник; 3— над — фильтровая труба; 4 —фильтр; 5 — труба; € — центратор; 7 — отстойник фильтра, 8— гидравлический турбииный расширитель; 9 — первоначальный диаметр скважины; 10 — расширенный интервал скважины; б — гидротурбинный расширитель: / — муфта с ва­лом; 2 — корпус турбинки; 3 — сопло; 4— самоуплотняющиеся манжеты; 5 — фиксиру­ющая шайба; 6 — тормозная пластина; 7 — гнезда для сопел

давления струи воды, которое может достигать до 4 МПа. Иногда его применяют в комбинации с двойным тампоном для усиления эффективности действия.

Известны и другие способы установки фильтров в скважину с одновременным вскрытием водоносного горизонта.

Установка фильтров в скважину после вскрытия водоносного горизонта, вращательным способом с прямой или обратновса- сывающей промывкой. Последняя применяется для вскрытия рыхлых песчаных отложений без гравия, гальки и валунов.

Сущность этого способа заключается в том, что вода само­теком поступает из емкости в скважину в кольцевое простран­ство между колонной бурильных труб и стенками скважины и
вместе с разбуренной породой отсасывается по бурильным тру­бам на поверхность центробежным насосом или эрлифтом. При этом способе: 1) сокращаются сроки освоения скважины; 2) со­здание скважины большого диаметра позволяет значительно увеличить ее дебит за счет устройства надежной песчаной или гравийной обсыпки фильтра. Кроме того, всасывающий способ бурения позволяет получить высокие скорости проходки, осо­бенно в рыхлых отложениях и скважинах диаметром до 600 мм. В настоящее время этим способом проходятся скважины на глу­бине 300 м. Практически возможно осуществлять бурение до глубины 500 м.

В процессе проходки поддержание пород в стенках сква­жины в устойчивом состоянии достигается гидростатическим давлением воды. При этом. необходимо, чтобы уровень воды все время поддерживался на отметке устья. Допустимой вели­чиной разности напоров между статическим уровнем напорных вод считается 3 м. Бурение этим способом ведется на малых оборотах. Запас воды при этом способе бурения определяется в основном потерей ее на фильтрацию; в среднем он устанав­ливается равным тройному объему скважины. Скорость движе­ния промывочной жидкости в бурильных трубах обычно в пре­делах 3 м/с. Наиболее часто обратновсасывающий способ про­мывки обеспечивается эрлифтом.

Глубина скважины, с которой может быть начато бурение с применением эрлифта,

1=—^-, (9.3)

1 — Я

где Ь— минимальная глубина погружения смесителя, м; И — коэффициент относительного погружения; Н — высота подъема промывочной жидкости, м.

Минимальный расход промывочной жидкости должен обес­печивать горизонтальную транспортировку шлама на забое и выбирается из следующих условий: при скорости бурения до 1,5 м/ч <2ж = 0,025 £>; при скорости бурения более 1,5 м/ч (2ж=0,0375 Д где И—диаметр скважины, м.

Расход воздуха (м3) при нормальном давлении на I м3 про­мывочной жидкости

<7В = 7,48———- 3-^————— , (9.4)

, Г 3,28а+ 34 1

65 70 75 308 324 338 348 356 364

где с — постоянный коэффициент, зависящий от общей эффек­тивности системы.

Значения к…………………..

Значения с:

внутри колоины бури­льных труб…. по кольцевому прост­ранству

«7 — отношение плотности промывочной жидкости, содержа­щей шлам, Ршл к плотности воды, рв, кг/м3,

Ц = ршл/рв При Ршл = (б>к + СП)/(<3Ж + <2п).

где — массовый расход промывочной жидкости, кг/с; (2п и С? п — объем и масса выбуренной породы за 1 с, соответственно.

С>к = СжРж*

где рш — плотность промывочной жидкости, кг/м3.

<Эп = 0,785Д2ц/3600 и бп = б2прп,

где V — скорость бурения, м/с; рп — плотность горной породы, кг/м3.

Общий расход воздуха при нормальном давлении

<2в = <7<2ж, ‘ М3/с. (9.5)

Основные требования к промывочным растворам, применяе­мым при вскрытии водоносного горизонта. При вскрытии водо­носного горизонта вращательным способом с промывкой мо­жет произойти кольматация пласта (закупорка). Это вызывает снижение дебита скважины и требует дополнительных работ по удалению продуктов кольматанта из пор и трещин водонос­ного горизонта.

Кольматация может происходить за счет: 1) проникновения в пласт вместе с водой тонких твердых частиц, которые могут адсорбироваться породой продуктивного пласта или механи­чески ею удерживаться: 2) образования глинистой корки на стенках скважины в зоне водоносного горизонта; 3) проникно­вения фильтрата раствора в пласт.

В настоящее время глинистые растворы широко применя­ются для вскрытия водоносных горизонтов в тех случаях, когда необходимо обеспечить устойчивость водозаборной части ствола скважины. Поэтому важно определить требования как к гли­нистому материалу, используемому для получения промывоч­ных растворов, так и к параметрам последних.

Известно, что кольматация песков определяется происходя­щими на границе раздела глинистые — песчаные частицы про­цессами физического и химического поглощения глинистого ма­териала песком. Взаимодействие песков и глин можно оценить по показателю адсорбционной способности глин, определяемому по методике Е. М. Сергеева. • Только при снижении величины данного показателя может быть уменьшена степень адсорбции глин иа песке. Это обеспечит облегчение удаления кольмати — рующего глинистого материала из пласта при его разглини — зации.

Это связано также с минеральным составом глин, который определяет глубину проникновения раствора в пласт. В. М. Алек­сеев по глубине проникновения глинистых частиц в мелкозер­нистый песок расположил глины в следующий ряд: монтморил — лонитовые>полиминеральные (в основном гидрослюды) > као­линовые как в отношении 20 : 10 :5 см, объясняя наибольшее проникновение монтмориллонитовых глин высокой степенью их дисперсности.

С другой стороны, если в обменном комплексе глин нахо­дятся преимущественно ионы Са2+, то такие частицы легче и с большей прочностью адсорбируются на поверхности песча­ных частиц. При замене же ионов Са2+ на ионы №+ мощность диффузного слоя вокруг глинистых частиц резко увеличивается. Силы взаимодействия между песчаными и глинистыми части­цами уменьшаются, и последние легче могуть быть вынесены по­током воды из песка. Таким образом, для вскрытия водонос­ного горизонта рационально применять бентонитовые глины с высоким содержанием минерала монтмориллонита, в обмен­ном комплексе которых были бы преимущественно ионы №+.

Для качественной оценки возможной глубины проникнове­ния глинистого раствора I и интенсивности его ухода (2 в пласт воспользуемся формулами (9.6 и 9.7):

; = (9.6)

т

где И — коэффициент, зависящий от размера, формы зерен и т. п.; й — диаметр зерен породы водоносного горизонта, мм; Ар=рг— рпл — избыточное давление на пласт, рт и рпл — гидро­статическое и пластовое давление, МПа; т — начальное сопро­тивление раствора сдвигу, Н/м2.

<2 = 6 ф —• (9-7)

и

где &ф — коэффициент фильтрации пород, м/сут; р— вязкость жидкости, Н • с/м2.

Из формул (9.6 и 9.7) следует, что для снижения глубины и интенсивности ухода промывочной жидкости в пласт необхо­димо уменьшать плотность раствора и увеличивать его струк — _ турные свойства (т и р).

Наилучшие результаты при вскрытии водоносного горизонта могут быть получены при бурении со сбалансированным дав­лением промывочной жидкости на пласт.

Снижение плотности раствора можно получить за счет ис­пользования высокосортных бентонитовых глинопорошков с расходом их на 1 м3 раствора до 5%.

Другим способом снижения плотности раствора служит его аэрация. Хотя аэрированные растворы и характеризуются вы­сокой степенью проникновения фильтра и твердой фазы

в пласт, последняя может быть легче вынесена из пород про­дуктивного пласта. Для снижения’ проникновения аэрирован­ных растворов следует применять ПАВ, обладающие меньшими смачивающими свойствами по отношению к породе продуктив­ного горизонта.

В зависимости от размера пор и трещин промывочная жид­кость должна иметь достаточное начальное статическое на­пряжение сдвига СНСь но не обладать высокими тиксотроп — ными свойствами, т. е. СНС^ — СНСю, с тем чтобы облегчить работы по удалению гелеобразного материала раствора из пласта при его разглинизации.

При вскрытии проницаемых пород водоносного горизонта на стенках скважины формируется глинистая корка. В настоя­щее время установлено, что в течение первых 10—15 мин от­мечается резкое уменьшение проницаемости до 50—30 % Для пород с начальной проницаемостью 100—500-10~3 мкм2 и до 25—20 % с их проницаемостью до 1000—2000 • 10-3 мкм2. Соз­дание глинистой корки на стенках скважины препятствует про­никновению твердой фазы в пласт, хотя фильтрация дисперсной среды может продолжаться. Фильтрат раствора, попадая в пласт, может: 1) изменять межкристаллические и внутри — кристаллические расстояния глинистых пород водоносного го­ризонта, особенно при определенном pH фильтрата. Это сни­жает проницаемость пород и фильтрат используемых промывоч­ных жидкостей не вызывает указанных изменений глинистого материала в продуктивном горизонте.

Отметим, что толщина формирующейся на стенках скважины глинистой корки зависит от водоотдачи раствора, скорости движения его в скважине. Удаление глинистой корки при раз­глинизации тем труднее, чем она плотнее. Так, твердость плот­ной глинистой корки у поверхности песка составляет 49 — 104— —98- 104 Па по Брииелю, а рыхлой — 9,8-104 Па.

Для размыва плотной глинистой корки необходимо созда­вать высокие скорости потока жидкости, так как при £><0,8 м/с размыва корки может и не происходить. Видимо, более жела­тельными в этом случае могут считаться тонкие, но рыхлые глинистые корки.

Для сохранения большей проницаемости пласта необхо­димо строгое соблюдение определенного комплекса профилак­тических мер при вращательном бурении с промывкой. Метод вскрытия считают эффективным в том случае, если он обеспе­чивает наименьшую кольматацию пород водоносного горизонта.

Виды промывочных агентов, используемых для вскрытия во­доносных горизонтов. В качестве циркуляционных сред исполь­зуют техническую воду, малоглинистые, полимерглинистые, по­лимерные, безглинистые, меловые и саморазрушающиеся рас­творы. Область применения их различна.

При вскрытии водоносных горизонтов, представленных мел­
козернистыми и среднезернистыми песками с коэффициентом фильтрации до 20 м/сут, и при глубине уровня воды от устья скважины до 3 м применяется техническая вода. Крупнозернис­тые и грубообломочные породы вскрываются с промывкой вод­ным раствором глпана (3—5 %) • Плотность такого раствора составляет 1,02 • 103—1,06 — 103 кг/м3, а условная вязкость до 70 с. Разнозернистые пески вскрываются с промывкой стабиль­ным глинистым раствором, получаемым из высококачественных бентонитовых глин (4—6 %) с добавкой реагента-стабилиза — тора, например КМЦ (1—2%) и др. Параметры таких рас­творов следующие:

1,15-Ю3 33—50 6—7

Плотность, кг/м3

Условная вязкость, с. . Водоотдача, см3 за 30 мин

Применяемые химические реагенты должны быть нетоксич­ными и биологически нестойкими, они не должны взаимодей­ствовать с пластовыми водами, а в случае их взаимодействия не загрязнять и не закупоривать поры и трещины пород про­дуктивных горизонтов.

Следует избегать применения щелочных препаратов, способ­ствующих гидратации и диспергированию частичек глин в про­дуктивном горизонте и тем самым снижающих его проницае­мость.

Для мелко — и разнозернистых песков с включением гравия рекомендуются меловые растворы состава: мел (5—30 %),УШР (8—10%), КМЦ (0,6—0,8%)- Растворы характеризуются сле­дующими свойствами: плотность 1,06 — 103—1,2 — 103 кг/м3, услов­ная вязкость от 30 до 75 с, водоотдача до 2 см3 за 30 мин. Достоинством их считается простота удаления кольматации при солянокислотной обработке. Основным их недостатком является высокая стоимость по сравнению с глинистыми растворами.

1,01-10®—1,02-103 18—20 12

Для вскрытия слабонапорных тонко — и среднезернистых пес­ков разрабатываются и применяются самораспадающиеся рас­творы, например крахмальные, содержащие модифицированный крахмал в количестве (4—5%) по массе. Такие растворы имеют:

Плотность, кг/м3 . . . .

Вязкость, с………………………

Водоотдача, см3 за 30 мин

Крахмальный раствор разрушается на 3—4 сут или за 4— 6 ч в случае дополнительной обработки призабойной зоны спе­циальными ускорителями. Самораспадающиеся растворы обес­печивают снижение затрат времени и средств на освоение водоносного горизонта, позволяют сохранить проницаемость пород.

Для этой же цели применяются растворы без твердой фазы с картофельной мезгой. Она состоит из крахмала (до ‘60%) и клетчатки (до 25%). Такой раствор состоит из мезги (2,5— 3%), едкого натра (до 0,15%) и УЩР (до 3—6%) и имеет следующие параметры:

Плотность, кг/м3 ……………………. 1,02-103—1,03-10®

Условная вязкость, с. . . . 30—250

Водоотдача, за 30 мин. . . 2—6

Начальное статическое напряжение сдвига, как правило, имеет нулевое значение. Ускоренное разрушение раствора до­стигается за счет закачивания в пласт циголитических и амило- литических ферментов: и — амилаза (0,4—0,6%); оризина ПК (0,01—0,2 %); циторезамина (0,1—0,4%) или дигитамииа (0,2— 0,8%).

При вскрытии трещиноватых пород применяются растворы и пены; используемые для этой цели ПАВ должны быть био­логически нестойкими и не вызывать загрязнения продуктив­ного горизонта.

Достижение максимальной водозахватной способности сква­жины при вращательном бурении с промывкой возможно только при соблюдении комплекса профилактических мер и требова­ний к приемам вскрытия водоносного горизонта и при после­дующем эффективном его освоении (разглинизации).

Вскрытие термальных вод. Для сооружения геотермальных скважин применяется только вращательное бурение с промыв­кой и реже с продувкой сжатым воздухом, аэрированным рас­твором, пеной.

В качестве химических реагентов используются устойчивые разновидности лигнитов: хромлигниты, хромлигносульфонаты, а также феррохромлигносульфонаты.

Охлаждение промывочных растворов на поверхности обеспе­чивается путем: 1) увеличения емкости циркуляционной системы и общего количества циркулирующего раствора; 2) защиты циркуляционной системы от прямого действия солнечных лу­чей; 3) искусственного охлаждения циркулирующего раствора;

а) в градирнях (малоэффективно); б) в охлаждающих башнях;

в) с помощью вентиляторов с подачей охлажденного воздуха на вибросито; г) с помощью машинного холода. Температура охлажденного раствора обычно доводится от 16 до 20 °С, реже до 30 °С.

Перед вскрытием, как и во всех случаях бурения с про­мывкой растворами, старый раствор заменяется новым. Сква­жину промывают водой до полного удаления шлама и коль — матанта предыдущего раствора. Оптимальный расход промы­вочной жидкости устанавливается из расчета, что скорость восходящего потока должна быть не менее 0,7 м/с.

Устье скважины оборудуется специальной противовыбросо­вой аппаратурой, изготов’ленной из противокоррозионных п термостойких материалов, по опыту работ в нефтегазовой и хи­мической промышленности с горячими (до 300 °С) коррозион­ными рассолами.

Вскрытие минеральных вод. При поиске и разведке артези­анских минеральных вод скважины, как правило, имеют глу­бину от 100 до 1000 м и более. Неглубокими скважинами вскры­ваются холодные железистые и радоновые воды. Скважины глубиной более 1000 м каптируют минеральные (сероводород­ные, углекисло-сероводородные, соляно-щелочные, сульфидные, азотные и др.) воды.

Промывку скважин часто производят минерализованной во­дой того же состава, получаемой из соседних скважин. На ней же готовят глинистые и другие растворы. Следует иметь в виду, что некоторые реагенты, например КМЦ, запрещается исполь­зовать на эксплуатируемых месторождениях. При бурении сква­жин в этих условиях предъявляются высокие санитарно-гигие­нические требования к промывочным и тампонажным раство­рам, ко всему рабочему инструменту и оборудованию, а также к циркуляционной системе и т. д. Должны быть приняты меры к: 1) предупреждению поступления промывочной жидкости в эксплуатируемый водоносный горизонт; 2) предотвращению грифонообразования; 3) надежной герметизации устьевого обо­рудования скважин.

В связи с этим бурильные и обсадные трубы тщательно от­мываются и хлорируются перед спуском в скважину. Склади­рование их должно производиться на специальных стеллажах.

Параметры промывочной жидкости и в первую очередь ее плотность выбирают с учетом пластового давления. В условиях Северного Кавказа применяется промывка скважин по методу сбалансированного давления, т. е. при равенстве гидростатиче­ского и пластового давлений.

Вскрытие водоносных горизонтов в районах распространения многолетней мерзлоты. В районах Крайнего Севера и Северо- Востока СССР водозаборы на глубокозалегающие подмерзлот — ные воды сооружаются с помощью буровых скважин пока еще редко. При необходимости рекомендуемыми способами могут быть вращательный, ударный и пневмоударный.

В качестве промывочной среды используются безглинистые и глинистые растворы с противоморозными добавками, а также аэрированные растворы и пены. Безглинистые низкотемпера­туростойкие промывочные жидкости состоят из водного поли­мера (полиакриламида ПАА; гипана; модифицированного крах­мала КР; карбоксилметилцеллюлозы КМЦ-500) с протйвомороз — ной добавкой: №С1 или СаСЬ. Пример раствора: ПАА (4 %) + — ЖаС1 (10%) или ПАА (8%) +ЫаС1 (6%). Изменяя содер­жание ПАА, можно регулировать вязкость водного полимер — солевого раствора. Температура его замерзания составляет —7 °С.

Вскрытие водоносного горизонта следует производить только с применением крахмально-солевых растворов.

Глинистые растворы рационально получать из высокосорт­ных глинопорошков с расходом их на 1 м3 не более 40—70 кг. В качестве противоморозНой добавки в раствор следует вводить кальцинированную соду. Для стабилизации такого раствора не­обходимо применять КМЦ (1,5—2 %) или КССБ (1—3 %). В последнем случае можно получить аэрированный малоглини­стый низкотемпературостойкий раствор. Возможный состав его: глинопорошок (6%), кальцинированная сода (10%), КМЦ (2 %)■ Раствор характеризуется следующими параметрами:

Плотность, кг/м8 ………………………………………… 1,13- Ю3

TOC o "1-5" h z Условная вязкость, с……………………………………. 29

Водоотдача, см3 за 30 мин………………………….. 4

Толщина корки, мм……………………………………. 0,2

Предельное значение статического напряже­ния сдвига за 1 и 10 мин, Па 0,2—0,6

Температура замерзания, °С………………………… 3,6

При бурении с пеной степень аэрации воды с противомороз — ной добавкой ЫаС1 составляет 100—300. Количество вводимого ПАВ не превышало 1 %• В качестве поверхностно-активного ве­щества используют композиции неионогенного вещества с ани — онактивным, например, сннтанол ДС-10 с сульфонолом, реже применяется одно неионогенное или анионактивное ПАВ. При использовании одного анионактивного ПАВ расход его должен быть увеличен до 2 %. Использование ПАВ при вскры­тии водоносного горизонта возможно только в том случае, если нет особых ограничений на их применение.

В остальном технология бурения выбирается в полном соот­ветствии с типом пород и применяемого породоразрушающего бурового инструмента.

Комментарии запрещены.