Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Бурение в рыхлых породах

К рыхлым, сыпучим породам в большинстве случаев отно­сятся пески различного гранулометрического состава. Эти пески могут быть: а) сухими, б) содержащими не пригодную для упот­ребления воду, в) содержащими пригодную воду.

Бурение в сухих песках и песках, содержа­щих не пригодную для употребления воду, про­изводится долотами типа РХ с промывкой забоя скважины гли­нистым раствором.

Пески сухие и пески, содержащие не пригодную для упот­ребления воду, необходимо изолировать от нижележащих по­род, содержащих пригодную воду, обсадными трубами с цемен­тацией затрубного пространства. Необходимо также, чтобы при бурении указанных песков глинистый раствор проникал как мож-

11

но ‘глубже з стенки окважины и создавал на них прочною глини­стую корку, служащую препятствием для разрушения стенок скважины, а также для движения воды из пласта в скважину

Практикой установлено, что такие пески надо проходить с промывкой глинистым раствором удельного веса 1,15—1,18. Если пески насыщены сильно минерализованными водами, к глинисто­му раствору следует добавлять жидкое стекло (силикат натрия) из расчета 20—30 кг жидкого стекла на 1 мъ глинистого раст­вора. Жидкое стекло вступает во взаимодействие с растворен­ными солями и образует твердые вещества.

Бурение песков, содержащих пригодную воду, производится долотами типа РХ с промывкой забоя сква­жины глинистым раствором. Пески, содержащие пригодную воду, перекрываются сетчатыми фильтрами; при этом следует избегать проникания глинистого раствора в глубь стенок скважины, ибо образование сцементированной глинистой корки в стенках сква­жины в дальнейшем будет препятствовать разглинизации сква­жины и приведет к закупорке сетчатых фильтров, а следо­вательно, к сокращению притока воды из пласта в ствол сква­жины и значительному снижению ее дебита. Чем выше кол­лоидальность глинистого раствора, тем на меньшую глубину он проникает в стенки скважины. Поэтому пески, содержащие при­годную ‘воду, бурятся с промывкой глинистым раствором повы­шенного (1,25—1,3) удельного веса, высокой коллоидальности и значительной вязкости.

Перед спуском сетчатого фильтра в законченную бурением скважину вязкий глинистый раствор повышенного удельного ве­са. полностью заменяется жидким раствором удельного веса 1,15; это в дальнейшем предохраняет фильтр от заиливания глини­стым раствором и способствует более быстрой разглинизации скважины в процессе пробной откачки.

При такой технологии бурения отдача воды песками будет максимальной.

Бурение в пластичных породах

Типичным представителем пластичной породы является глина. Вращательное бурение глин производится долотами типа РХ. Если глинистые пласты залегают прямо с поверхности, обладают достаточной мощностью и. пригодны для приготовления глини­стого раствора, то бурение ведется с промывкой чистой водой. Стружка глины, срезаемая острыми перьями долота, приходит в соприкосновение с водой, закачиваемой в забой скважины, ц при помощи вращающегося бурового инструмента превращается в глинистый раствор. Скорость углубки долота в забой зависит от плотности глины, от давления инструмента на забой и числа оборотов инструмента.

Нельзя допускать, чтобы процесс углубления долота в забой опережал переход срезанных кусков глины в раствор, ибо это 32

может привести к накоплению глины в призабойной зоне. Вслед­ствие вращения долота отдельные куски глины соединяются Друг с другом и постепенно образуют сальник на долоте и «ад доло­том. Очень часто сальники достигают значительных размеров, из-за чего инструмент начинает прихватывать и углубка его становится затруднительной. В этом случае попытки извлечь бу­рильный инструмент из скважины часто приводят к уплотнению сальника над долотом и к прекращению циркуляции промывоч­ной жидкости. Скважина переходит в аварийное состояние. Что­бы избежать образования сальников на долоте и связанных с этим осложнений при бурении глин, бурильный инструмент сле­дует держать на весу и срезать сравнительно тонкую стружку глины.

Образование сальника на долоте затрудняет движение про­мывочной жидкости от забоя к устью скважины и ведет к повы­шению давления, поэтому при бурении плотных глин следует вни­мательно следить за изменениями в показаниях манометра на грязевом насосе.

При повышении давления на манометре. необходимо путем расхаживания инструмента в скважине вверх и вниз и разбав­ления глинистого раствора чистой водой ликвидировать сальник на долоте.

Бурение в водоносных известняках

П>ри бурени-и водоносных известняков с часты­ми большими трещинами промывочная жидкость обычно полностью поглощается трещинами, и уровень жидкости в скважине устанавливается на отметке статического уровня водоносного горизонта. Применение глинистого раствора в дан­ном случае становится излишним и даже вредным, так как при­водит к загрязнению водоносного пласта глиной. Поэтому буре­ние производится с промывкой чистой водой. Частицы скалывае­мой породы перемалываются шарошечными долотами и уносятся водой в трещины водоносного горизонта. Скважины, пробурен­ные в известняках с полным поглощением промывочной жид­кости, почти во всех случаях водообильны.

Очень часто после пересечения скважиной большой трещины бурение продолжается в плотных известняках. Когда забой сква­жины углубится на 10—15 м ниже трещины, вода не в состоянии поднять выбуренные частицы породы до трещины ’. Эти частицы породы скапливаются возле забоя и препятствуют ведению нор­мального процесса бурения. Если в этом случае поднять буриль­ный инструмент от забоя на длину квадрата, то при последую­щем его опускании долото не доходит до забоя на 3—5 м, так как шлам, находящийся в скважине во взвешенном состоянии, начинает быстро осаждаться и вместе с крупными частицами

1 Это объясняется большими диаметрами скважины и недостаточной производительностью насосов.

породы создает пробку, мешающую спуску долота. Дальнейшее бурение может привести к зашламоаанию бурильного инстру­мента. Поэтому необходимо периодически останавливать буре­ние с целью выяснения, образовалась ли на забое »робка. При обнаружении пробки нужно немедленно принять меры к ее лик­видации.

Удаление шлама из забоя можно осуществлять тремя спо­собами:

1) при производстве промьгвки скважин одним насосом сле­дует включать в работу второй (запасной) насос. Закачивая в забой большее количество воды, увеличиваем л скорость ее движения в стволе скважины, благодаря чему осевший н. а забое шлам поднимается до ближайших трещин;

2) очень часто в качестве промывочной жидкости применяется глинистый раствор повышенного удельного веса (т-1,3), обла­дающий большой несущей способностью. Двигаясь от забоя кверху и поглощаясь трещиной, глинистый раствор увлечет за собой весь разбуренный шлам и, таким образом, ликвидирует об­разовавшуюся пробку;

3) удаление шлама из забоя можно также периодически осу­ществлять желонкой, но это трудоемкая операция, требующая большого количества времени.

Бурение известняков с мелкими трещинами следует производить с промывкой глинистым раствором повы­шенного удельного веса (1,25—1,3) и значительной вязкости, так как лри бурении с промывкой жидким глинистым раствором или чистой водой вскрытие мелких трещин сопровождается частич­ным поглощением промывочной жидкости. Поглощение легко об­наружить по понижению уровня промывочной жидкости в отстой­никах, если для этого прекратить углубку бурильного инструмен­та в забой. По мере углубки скважины поглощение промывочной жидкости будет возрастать и, наконец, наступит такой момент, когда вскрытые бурением трещины полностью поглотят промы­вочную жидкость. Частицы разбуренного шарошечными долота­ми известняка промывочная жидкость будет относить в мелкие трещины пласта на различные расстояния (в зависимости от размера трещин). Эти частицы заполняют трещины, спрессовы­ваются там и полностью их закупоривают. Поглощение промы­вочной жидкости этими трещинами становится затруднительным, а иногда совсем прекращается; циркуляция промывочной жид­кости в скважине возобновляется. Законченная бурением такая скважина может оказаться и безводной, несмотря на водооб^ль — ность пересеченных ею известняков. Это объясняется тем, что пробной откачкой воды невозможно вымыть спрессовавшиеся в трещинах водоносного известняка частицы породы. Вследствие закупорки трещин водоотдача пласта становится минимальной, и картина истинной водообильности горизонта искажается: удель­ный дебит при пробных откачках получается очень низким.

Н

Следовательно, при бурении в мелкотрещиноватых известня­ках гроисходит поглощение промывочной жидкости, вначале не­значительное, а затем постепенно нарастающее и переходящее в полное при отсутствии на забое скважины большого количества шлама, мешающего проходке. При этом в продолжение всего процесса бурения скважины почти не наблюдается выноса шла­ма на поверхность.

В случае частичного поглощения скважиной глинистого раст­вора, последний нельзя разбавлять водой, так как это вызывает усиление поглощения его трещинами пласта; наоборот, следует повысить вязкость и коллоидальность глинистого раствора, что поможет восстановить нормальную циркуляцию. Глинистый раствор при движении от забоя к устью скважины вынесет выбуренные частицы известняка на дневную поверхность. Про­мывка скважины чистой водой по окончании бурения, тартание желонкой и интенсивная откачка освобождают трещины и поры пласта от глинистого раствора и ‘восстанавливают водоотдачу

Комментарии запрещены.