Использование воды в качестве промывочной ЖИДКОСТИ
В некоторых нефтяных районах с успехом используется вода[6] в качестве промывочной жидкости, что возможно при выполнении трех основных условий: ■
1) устойчивость разбуриваемых горных пород, высокая сопротивляемость их размывающему действию потока промывочной жидкости,
2) наличие буровых насосов, позволяющих создавать высокие скорости восходящего потока воды в затрубном пространстве;
3) бесперебойное снабжение технической водой, так как расход ее составляет 3,55…5,00 м3 на 1 м проходки, а по отдельным скважинам — до 10 м3 на 1 м.
Для определения устойчивости стенок скважин при бурении введем коэффициент обвалообразования который равен отношению фактического объема Уф к теоретическому объему Уг ствола скважины:
Фактический объем участка скважины определяют путем измерения площади кавернограммы планиметром. Отношение этой плошади к площади, ограниченной номинальным диаметром, дает величину Бурение на воде возможно, если 1 < /^ < 3, а при К„с, > 3 использование воды может привести к опасным последствиям.
Техническо-экономические показатели при бурении скважин с использованием воды в качестве промывочной жидкости улучшаются за счет следующих основных преимуществ, которые вода имеет по сравнению с глинистым раствором:
• при бурении с промывкой забоя водой создается возможность увеличения мощности на долоте. Переход с глинистого раствора на воду позволяет увеличить производительность насосов в результате уменьшения плотности и вязкости прокачиваемой жидкости при неизменной величине допустимого рабочего давления на выкиде насосов;
• улучшается работа буровых насосов и гидравлических забойных двигателей, а также уменьшается расход запасных частей к ним. Вода содержит меньше шлама и песка по сравнению с глинистым раствором, так как при прохождении через очистную систему частицы выбуренной породы почти полностью выпадают из воды.
Существенным недостатком воды является непригодность ее Для вскрытия и бурения продуктивных нефтяных и газовых горизонтов, особенно с пониженным давлением. Проникая в нефтяные и газовые пласты, вода сильно затрудняет и усложняет их °своение, является причиной уменьшения возможного дебита нефти и газа. Вскрываемые водой пласты небольшой продуктивности и низкого давления в ряде случаев освоить вообще не удается.
Для некоторого снижения вредного влияния воды на продуктивный пласт к ней добавляют поверхностно-активные вещества] (ПАВ), что приводит к снижению поверхностного натяжения на ■ границе с нефтью и уменьшению сил молекулярного взаимодействия поверхности порового пространства с водой (фильтратом промывочных жидкостей). Благодаря снижению поверхностного натяжения вода, поступающая в продуктивные пласты, диспергируется на мелкие капли, что приводит к более легкому ее вытеснению из призабойной зоны.
Бурение скважины с промывкой водой допускается при наличии устойчивых пород по всему разрезу ствола скважины или в большей его части, отсутствии нефтяных горизонтов с большим! пластовым давлением в незакрепленной части ствола, отсутствии сильно дренированных нефтяных объектов. Интервалы бурения с промывкой водой должны быть указаны в ГТН. Глубину спуска направления и кондуктора устанавливают с учетом предохранен ния устья от размыва, а также перекрытия неустойчивых пород и. зон катастрофических поглощений. В отдельных случаях при устойчивых породах разрешается ограничиться одним направлени-; ем без спуска кондуктора. 1
Во избежание прихвата инструмента надо следить за чистотой промывочной жидкости (воды), подаваемой в скважину, не допуская ее загрязнения, для чего необходимо:
• вести бурение с промывкой водой при одновременной работ©! не менее двух насосов, обеспечивающих подачу промывочной) жидкости в объеме не менее 55 …58 л/с;
• иметь на буровой постоянный запас воды, достаточн
для замены загрязненной промывочной жидкости. Не следует допускать загрязнения воды до состояния «цвета молока», надо добавлять воду в циркулирующую жидкость в начале желобной системы; й
• обеспечивать полную очистку воды от частичек выбуренной!
породы. I
Не разрешается бурить скважину со ступенчатым стволом, так как ствол, имеющий больший диаметр, загрязняется.
Во избежание заклинивания нового долота нижний интер-’ вал скважины (6…8 м) в зависимости от величины углубление ее предыдущим долотом и состояния работки долота по диат метру нужно проработать новым долотом при пониженной на— грузке. I
В случае выхода из строя одного из буровых насосов необходи^ мо прекратить бурение, а бурильную колонну поднять на макси^ мально возможную высоту в зависимости от длины ведущей тру; бы. За время ремонта насоса следует периодически «расхаживав бурильную колонну с проворачиванием ее и не прекращать про. мывку скважины вторым насосом.
При появлении затяжек, необходимости ремонта двух насосов, а также при других длительных остановках бурильную колонну поднимают из скважины.
Существует два метода перехода с промывки скважины водой на промывку глинистым раствором. В первом случае переход на глинистый раствор осуществляется постепенно путем равномерного по времени добавления глинистого раствора в промывочную жидкость без прекращения бурения.
Во втором случае переход на промывку глинистым раствором осуществляется путем единовременной замены циркулирующей в системе воды глинистым раствором. Постепенный переход на глинистый раствор происходит обычно в течение 2…4 сут. В течение этого времени уменьшается эффективность бурения по сравнению с бурением с промывкой водой, снижаются механические скорости и проходка на долото. При единовременной замене промывочной жидкости срок проведения операции значительно сокращается и занимает несколько часов. Во избежание поглощения глинистого раствора перед заменой воды следует самым тщательным образом зацементировать все зоны ухода раствора.
Перед подъемом бурильной колонны для смены долота скважину промывают до полного удаления выбуренной породы. Бурильную колонну следует поднимать из скважины при непрерывном ее заполнении из самотечного чана путем подачи жидкости буровым насосом. Чтобы вода в зимнее время не замерзала в нагнетательной линии, необходимо при подъеме и пуске бурильной колонны производить промывку через ведущую трубу, спущенную в шурф. При появлении затяжек во время подъема бурильной колонны необходимо навинтить ведущую трубу и промыть скважину при максимальной подаче жидкости насосами. При последующем спуске бурильной колонны следует в интервале затяжки проработать ствол скважины. При интенсивных проявлениях пласта в процессе бурения с промывкой водой необходимо заменить воду глинистым раствором.