Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В настоящее время при бурении скважин на воду гидро­геологические наблюдения можно успешно осуществлять, при­меняя испытатели пластов на трубах с пакеруюЩйми эле­ментами.

С помощью испытателей пластов в процессе углубления скважин можно установить пьезометрический уровень каж­дого водоносного горизонта, отобрать пробу водц на химиче­ский анализ, а также в первом приближении оценить фЙлЬтра — ционные бвойства пород.

До настоящего времени отечественной промышленностью не выпускаются опробователи пластов с пакерующими эле­ментами для гидрогеологических скважин. Однако в ряде слу­чаев при бурении глубоких скважин на воду (промышленные, термальные и минеральные) можно успешно применять испы­татели пластов, разработанные для нефтяных и газовых скважин.

Разработан нормальный ряд комплектов испытательных инструментов КИИ-ГрозУфНИИ:

Шифр контрольно-измерительного при­бора, . . . ……….. КИИ-146 КИИ-95 КИИ-65

Диаметр скважины, мм…………………………… 190—265 118—161 75—112

Схема компоновки КИИ в скважине показана на рис. III.3.

После некрытая пласта, подлежащего испытанию, в. скважину на бурильных трубах спускают КИИ одного из указанных

выше типоразмеров (в зависимости от диаметра скважин).

Чтобы фильтр оказался против испытуемого пласта, а па — кер был. установлен в плотных породах под пластом, между башмаком, фильтром и пакером вставляют необходимое число бурильных труб.

В фильтре устанавливают два глубинных регистрирующих манометра, а в переходниках — по одному манометру.

При спуске инструмента в местах сужений или неровно­стей скважин возможны резкие кратковременные посадки па­кера, что создает нагрузки, под влиянием которых впускной клапан — стремится открыться. Однако гидравлическое реле времени создает сопротивление открытию клапана, и он не ус­певает открыться в течение 0,5 мин.

ПосЛе установки снаряда на забой весом бурильных труб создают осевую нагрузку на КИИ. Резиновый элемент пакера под действием нагрузки герметизирует часть скважины, рас­положенную ниже пакера. Через 1—5 мин после посадки па­кера срабатывает реле времени, закрывается его уравнитель­ный клапан и открывается впускной клапан. Жидкость прохо­дит через фильтр, отверстие в штоке пакера и поступает в пустые бурильные трубы.

Манометры в фильтре и под ИПГ в момент открытия кла­пана отмечают резкое снижение давления, а затем его повы­шение по мере заполнения труб жидкостью. Перед открытием верхнего ИПГ давление восстанавливается до пластового. При­меняют манометры различных конструкций с разной точностью и диапазоном регистрации.

— При открытии впускного клапана жидкость поднимается по бурильным трубам, что отмечается резким снижением дав­ления, затем его повышением во время стояния на притоке.

Карта давления при работе с КИИ показана на рис. Ш.4. Время стояния на притоке зависит от состояния скважины и
интенсивности притока и обычно колеблется ОТ 20 МИН ДО Нбг скольких часов. Затем снижают нагрузку на КИИ и поворачи­вают трубы на 15—20 оборотов; при этом приток прекраща­ется, и три нижних манометра записывают конечную кривую восстановления давления.

Инструменту дают натяжку, выпускные клапаны закры­ваются, а уравнительный клапан нижнего манометра откры­вается, после чего давление над пакером и под ним выравни­вается. Это облегчает снятие пакера и подъем инструмента из скважины, во время которого манометры (в фильтре) регистрируют сниже­ние. гидростатического давления.

При развинчивании бурильных труб отби­рают для анализа пробы пластовой жидкости и газа.

Для того, чтобы обеспечить разобщение испытуемой зоны от остальной части ствола скважины, в период испытания пласта при­меряют пакеры. Цилиндрический пакер со­стоит из металлического остова и резинового элемента, который насажен на полый шток.

Под действием сжимающей нагрузки подвиж­ная часть пакера перемещается по штоку вниз,

Рис. III.3. Схема компоновки КИИ:

/ -^.регистрирующие манометры;. 2 — испытуемый. пласт; 3 — бурильные трубы; 4 — переводники для установки манометров; S, 6 — циркуляционный и-запорный клапаны; 7—испытатель пластов с гидравлическим реле времени (11 сборка); 3 — ис­пытатель пластов с реле времени (I сборка); Я— Ясс; 10 — пакер; 11 — фильтр; 12 — заглушка

/ —спуск инструмента; // — посадка пакера; /// — открытие ИПГ; /V — открытие ГМК; V, VI—начальная и конечная кри­вые восстановления давления; VII — Кривая притока; VIII — закрытие запорного клапана; IX — снятие пакера; X — подъем инструмента

Рис. III.4. Карта давления:

при этом резиновый элемент расширяется и прижимается к стенкам скважины.

Яссы предназначены для облегчения расхаживания и осво­бождения прихваченного инструмента.

Гидравлическое реле времени испытателя ИПГ состоит из цилиндра, заполненного авиационным маслом, и поршня, в котором имеется винтовой капиллярный канал для прохода масла.

Помимо описанных узлов в комплект КИИ-ГрозУфНИИ входят: приспособление для сжатия ИПГ, переводники для установки манометров, дебитомеров и других приборов, запор­ные поворотные клапаны для прекращения притока жидкости в трубы, клапаны циркуляционные для восстановления прямой и обратной циркуляции над испытателем пластов и другие вспомогательные устройства, ключи и запчасти.

В состав КИИ входят глубинные манометры МГН, МГИ и др.

Для отбора герметизированной пробы жидкости в состав КИИ можно ввести глубинный пробоотборник или термограф для измерения температуры.

Перед испытанием скважины опрессовкой проверяют гер­метичность комплекта и бурильных труб. После вскрытия пласта скважину тщательно промывают в течение 1—2 ч, на основании данных геофизических исследований уточняют со­стояние ствола скважины, а также глубину забоя и мощность испытуемого пласта.

После проведения всех подготовительных работ сразу же опускают в скважину КИИ. В конце спуска труб поворачи­вают ведущую трубу, открывают выкидную линию насоса и определяют необходимую нагрузку на пакер.

Герметичность пакеровки проверяют по уровню промывоч­ной жидкости в скважине. Интенсивность притока опреде­ляют по скорости потока воздуха из труб в процессе притока. По истечении времени открытого периода притока закрывают запорный поворотный клапан, для чего снижают нагрузку и поворачивают ротором трубы на 12—15 оборотов.

В конце закрытого периода проводят распакеровку и подъем снаряда; отбирают на анализы пробы и оформляют акты об испытании скважины.

фильтрационные параметры пласта оценивают по данным обработки участков восстановления давления и притока. Су­ществует несколько методик оценки фильтрационных свойств пласта по данным давления. Перспективно комплексное ис­пользование испытателей пластов и расходомеров в сква­жинах.

При бурении скважин на воду используют комплект ИИВ (испытательный инструмент ВСЕГИНГЕО) (рис. III.5). Он состоит из фильтра-хвостовика 1 с глубинными маномет-

Рис. Ш.5. Испытательный снаряд ИИВ

Рис. П1.6. Основные компоновки испытательного снаряда ИИВ и диаграммы изменения давления в процессе испытания пластов:

глубинный манометр; 2 —фильтр; 3 —пакер; 4 — бурильные трубы; 5 — водоподъемные трубы; 6 — испы­татель пластов с совмещенными клапанами; 7 — запорный поплавковый клапан; / — спуск инструмента; II — пакеровка; /// — кривая понижения уровня; IV— кривая восстановления уровня; V—подъем инструмента; VI — кривая притока

рами 2, фильтра 3, секционного пакера 4, испытателя пла­стов 5 с приемным и уравнительным клапанами и запорного устройства 6 (поплавкового клапана).

ИИВ можно применять для раздельного опробования пла­стов в различных компоновках (рис. III.6); глубинные мано­

метры при. этом фиксируют изменение давления.

Техническая характеристика ИИВ

TOC o "1-5" h z Глубина скважины, м………………………………………………. 2000

Диаметр, мм:

снаряда……………………………………………………………………………………… 65, 110

сменных резиновых элементов 65, 75, 110, 145, 170

Оптимальная нагрузка на пакер для изоляции водонос­ных пластов, кН — . . 5—25

Ориентировочная стоимость, руб……………………………………… 1000

Длина отдельных узлов, мм……………………………………………. 2000

Масса отдельных узлов, кг…………………………………………… 70—80

Пакерный узел обеспечивает распакеровку — отделение ис­пытуемой зоны скважины от промывочной жидкости и откры­тие доступа жидкости из пласта в пустые бурильные трубы.

Во время притока клапанный узел закрыт. При достижении избыточного давления, величина которого регулируется, кла­пан открывает Доступ жидкости в верхнюю часть пустой ко­лонны труб —в этот момент глубинный манометр пишет кри­вую притока. Когда уровень воды достигнет поплавкового кла­пана, он закрывается и записывается кривая восстановления давления до статического. При необходимости через буриль­ные трубы можно провести и микрооткачку, для чего в узле поплавкового клапана имеется специальная втулка, которую можно открыть сбросом в трубы штырька или спуском труб для подачи воздуха.

При опробовании неглубоких скважин снаряд ИИВ можно использовать без клапанных узлов для отделения испытуемой зоны от раствора и проведения откачки. В этих случаях реко­мендуется верхнюю часть колонны труб в зависимости от глу­бины уровня воды исследуемого пласта подбирать из обсад­ных труб, чтобы можно было провести откачку с помощью эрлифта.

Снаряд СИП-3 является упрощенной моделью КИИ и при­меняется в. практике для проведения поинтерваЛьных ‘ опробо­ваний пластов с помощью эрлифтной откачки из бурильных труб, которые в верхней части заменяют колонковыми тру­бами. ,

СИП-3 имеет уравнительный клапан, который срабатывает при снятии оСевой нагрузки на пакер. При этом подпакерное пространство сообщается с жидкостью,: находящейся в стволе скважины, что предохраняет пакер от разрыва. Безопасный замок служит для возможного отсоединения колонны труб от испытателя в случае его прихвата.

Техническая характеристика СИП-3

Диаметр, мм:

резинового пакера. . максимальный скважины шпильки безопасного замка Нагрузка на пакер, кН:

рабочая. ……………….

максимальная допустимая Усилие, кН:

допустимое…………………….

на срез………………….

Длина пакера, мм. .

Масса, кг

. 73	90	108
. 90	110	130
. 4, 5	6	7
15	20	30
. 22	30	45
3,4; 5,5	7,9	10,8
. 4; 6,5	9,0	12,0
. 1255	1255	1290
17,2	18,9	34,0

Этот снаряд широко и с большой эффективностью приме­няется при опробовании водоносных пластов, сложенных устойчивыми породами, в Московском артезианском бассейне, в Донбассе и других районах.

Успешное применение снарядов с пакерующими элемен­тами возможно, если пакер установлен против устойчивых по­род и в месте установки нет каверн и. разработки ствола. Ин­тервал установки пакера рекомендуется подбирать на основа­нии данных кавернометрии и профилеметрии.

Комментарии запрещены.