Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Согласно принятой терминологии мерзлыми породами называ­ются такие породы, которые имеют нулевую или отрицательную температуру и в которых хотя бы часть воды замерзла.

Многолетнемерзлые (вечномерзлые) породы (ММП) — поро­ды, находящиеся в мерзлом состоянии на протяжении многих (от трех и более) лет.

В верхней части геологического разреза многих северных райо­нов (Коми, Западная Сибирь, Аляска, Канада и др.) залегает толща многолетнемерзлых пород; мощность этой толщи иногда достигает 500 м и более. В состав ее могут входить как хорошо связанные прочные породы (известняки, песчаники и т. д.), так и несвязанные породы (пески, галечники и т. д.), единственным це­ментирующим материалом для которых является лед.

При бурении в толше многолетнемерзлых пород возникают следующие осложнения:

• интенсивное кавернообразование (К„ > 1,5) в интервалах за­легания ММП и низкотемпературных талых пород (НТП), осыпи и обвалы пород, приводящие к прихвату, слому бурильного ин­струмента, размыв, провалы фундамента под буровой установкой в результате протаивания мерзлых пород, прилегающих к поверх­ности;

• протаивание, размыв ММП и НТП за направлением, кон­дуктором, проникновение бурового раствора в затрубное простран­ство, в том числе соседних близко расположенных скважин при бурении с поглощением бурового раствора с частичной или пол­ной потерей его циркуляции в стволе, грифонообразование;

• недопуск обсадных колонн до проектной глубины, неподъем Цемента за направлением, кондуктором, разгерметизация резь­бовых соединений, смятие обсадных колонн, насосно-компрес­сорных труб при обратном промерзании при длительных просто­ях. консервации скважин;

• примерзание спускаемых обсадных колонн к стенке скважи — Нь1 в интервале залегания ММП в зимний период;

• выбросы бурового раствора, воды, газа из-за наличия зажа­тых меж мерзлых вод и пропластков гидратов.

Бурение скважины в ММП должно осуществляться в строгом соответствии с «Регламентом технологии строительства скважин в условиях многолетнемерзлых пород с контролем качества в про­цессе бурения и крепления** (РД 39-009-90 Миннефтегазпрома). Согласно этому регламенту скважина считается качественно пост­роенной в интервале залегания ММП, если в результате примене­ния выбранной конструкции и технологии бурения предотвраща­ются осложнения, перечисленные ранее, обеспечивается К„ = 1,3 в интервале криолитовой зоны и спуска кондуктора, а качество цементирования 40% длины колонны в интервале криолитовой зоны отмечается как хорошее и удовлетворительное, причем ниже криолитовой зоны, над башмаком кондуктора, на высоту не ме­нее чем 60 м — как хорошее.

Конструкция скважин в зоне залегания ММП должна обеспе­чивать надежную сохранность ее устья, предотвращать промыв буровым раствором затрубного пространства за направлением и кондуктором, а также образование воронок, провалов пород в приустьевой зоне скважины в процессе всего цикла строительства скважины, при ее испытании и дальнейшей эксплуатации.

Эксплуатационная колонна в интервалах залегания ММП долж­на состоять из труб, выдерживающих давления, возникающие при обратном промерзании затрубных и межтрубных пространств. При использовании труб меньшей прочности должны осуществляться) специальные мероприятия (управляемое замораживание затруб-] ного пространства, периодические прогревы и др.), предотвра-* щающие смятие колонн, нарушение резьбовых соединений при1 обратном промерзании.

Основным способом предотвращения осложнений при буре­нии в многолетнемерзлых породах является сохранение отрица­тельной температуры стенок скважины. Для этой цели применяют различные буровые среды — от охлажденного воздуха и буровых растворов до устойчивой пены. При использовании буровых ра­створов на водной основе приходится также решать проблему пре­дупреждения замерзания раствора при длительном прекращении промывки.

После разбуривания всей толщи многолетнемерзлых пород ствол скважины закрепляют обсадной колонной, башмак которой уста­навливают на 100… 150 м ниже глубины промерзания. При цемен­тировании следует подбирать цементы с низкой температурой гидратации, низкой теплопроводностью и высокой скоростью выделения тепла при гидратации. В газовых и газоконденсатньОЙ скважинах кольцевое пространство между кондуктором и стенка­ми ствола скважины рекомендуется герметизировать с помошы*Й пакера, устанавливаемого в 10…20 м от башмака. Это позволяет

предотвращать прорыв в заколонное пространство и образование грифонов вокруг устья скважин, что часто наблюдается при рас­теплении мерзлых пород.

Учитывая что зона многолетнемерзлых пород, как правило, состоит из рыхлых и неустойчивых пород, большое значение име­ет продолжительность бурения под кондуктор, которая должна составлять (для условий Западной Сибири) не более 1 …2 сут. За это время при применении качественного глинистого раствора с температурой не выше 5 “С осложнений, как правило, не бывает и спуск колонны происходит нормально. Если же продолжитель­ность бурения по каким-либо причинам увеличивается до 4…5 сут и более, то возникают обвалы и необходимость в многократ­ных проработках.

Технология строительства и конструкция скважин должны от­вечать требованиям охраны окружающей среды в зонах залегания ММП в условиях Крайнего Севера.

Комментарии запрещены.