title-icon
Яндекс.Метрика
» » Общие сведения о промывке скважин

Общие сведения о промывке скважин

Промывка скважин — важнейший элемент технологического процесса при вращательном бурении. От нее зависит скорость проходки и возможность успешного доведения скважины до проектной глубины.
Промывочной жидкостью, закачиваемой в скважину, осуществляется:
1) очистка забоя от частиц выбуренной породы,
2) охлаждение нагревающегося при работе породоразрушающего инструмента;
3) обеспечение устойчивости стенок скважины, предупреждение их от обрушения и вспучивания;
4) уравновешивание высокого пластового давления путем обеспечения соответствующего гидростатического давления;
5) облегчение разрушения породы на забое за счет физикохимического воздействия на нее;
6) смазывание трущихся о стенки скважины частей бурового снаряда;
7) привод в действие гидроударников и турбобуров.
При бурении скважины промывочная жидкость должна циркулировать по замкнутому гидравлическому контуру.
Существуют три основные схемы циркуляции промывочной жидкости по скважине: прямая, обратная и комбинированная.
Прямая промывка (рис, 7, а) заключается в том, что промывочная жидкость насосом подается к забою скважины через буровой снаряд и выходит на поверхность по кольцевому зазору между снарядом и стенками скважины.
Циркуляция жидкости по скважине может быть полной в неполной. При неполной циркуляции (рис. 7, б) промывочная жидкость, поднимающаяся по скважине, поглощается одним из пересекаемых пластов п на поверхность не выходит.
При обратной промывке (рис. 7, в) жидкость подается в скважину через кольцевой зазор между буровым снарядом и стенками скважины, а поднимается к поверхности по внутреннему каналу бурильной колонны. Устье скважины при этом необходимо герметизировать.
Обратная промывка применяется также при работе с двойной бурильной колонной. Промывочная жидкость в этом случае (рис, 7, г) закачивается между трубами, а затрубное пространство в скважине перекрывается специальным сальником или заполняется глинистым раствором большой плотности. Дойдя до забоя, промывочная жидкость по внутренней колонне бурильных труб поднимается к устью скважины.

Обратная промывка обеспечивает лучшую очистку забоя при меньшем расходе промывочной жидкости, способствует повышению выхода керна, а также позволяет осуществлять непрерывную транспортировку керна на поверхность по мере углубки скважины без подъема бурового снаряда.
Описанные схемы обратной промывки неприменимы при бурении трещиноватых пород, в которых теряется промывочная жидкость.
При бурении скважин для водоснабжения успешно применяется разновидность обратной промывки — всасывающая. Сущность ее состоит в том, что промывочная жидкость самотеком поступает в скважину из емкости и отсасывается из бурильных труб вместе с частицами разбуренной породы насосом (поршневым, центробежным, водоструйным) или эрлифтом (рис. 7, е).
Разновидность обратной промывки — местная (призабойная) циркуляция жидкости без выхода ее на дневную поверхность, используемая при безнасосном бурении, о котором сказано в главе IV.
Комбинированная схема циркуляции промывочной жидкости применяется обычно для повышения выхода керна. Сущность ее в том, что с помощью специальных устройств, эжекторных или эрлифтных снарядов прямая промывка в призабойной части скважины преобразуется в обратную (рис. 7, д).
В связи с многообразием геолого-технических условий, в которых приходится бурить скважины, различные по смыслу требования к промывке не могут быть удовлетворены какой-либо универсальной промывочной средой. Поэтому выбор промывочной жидкости для конкретных условий — важнейшее мероприятие, определяющее успешное бурение скважины, и осуществляется оно на основе анализа ожидаемых геолого технических особенностей с учетом опыта, накопленного в аналогичных условиях.
В настоящее время для промывки скважин применяют: 1) техническую воду; 2) глинистые растворы; 3) специальные промывочные жидкости; 4) естественные промывочные жидкости на основе выбуренных пород.
Вода используется при бурении в устойчивых и неразмывающихся породах Если доставка технической воды к скважине не ограничивается, возможно бурение в трещиноватых породах с частичной или даже полной потерей циркуляции. Применение воды в благоприятных условиях позволяет улучшить техникоэкономические показатели бурения по сравнению с использованием других видов промывочной жидкости.
Глинистые растворы, закрепляющие стенки скважины одновременно с ее углубкой, применяют при бурении слабосвязных пород осадочного комплекса, а также нарушенных трещинами и перемятых кристаллических пород.
Специальные промывочные жидкости имеют целенаправленное назначение К ним относятся солевые, меловые, эмульсионные, аэрированные, ингибированные, утяжеленные, полимерные буровые растворы и растворы на нефтяной основе
При разведке месторождении минеральных солей во избежание растворения керна скважины бурят с промывкой водными растворами соответствующих солей.
В условиях многолетней мерзлоты по рыхлым, сцементированным льдом породам бурят с промывкой охлажденными растворами поваренной соли.
Меловые растворы, обработанные химическими реагентами, целесообразно применять в процессе бурения водорастворимых неглинистых отложений при вскрытии минерализованных подземных вод.
Эмульсионные растворы широко используются при алмазном бурении с высокой частотой вращения снаряда. Высокие смазывающие свойства эмульсионных промывочных жидкостей позволяют снизить вибрацию износ бурового снаряда и уменьшить затраты мощности на вращение колонны бурильных труб, повысить производительность бурения.
Аэрированные растворы — это вода или глинистый раствор, насыщенные воздухом. Они имеют пониженную плотность и применяются для борьбы с поглощением промывочной жидкости в скважине.
Ингибированные растворы применяют для предупреждения размокания и набухания пересекаемых скважиной глинистых пород, предотвращения перехода в промывочную жидкость частиц глины из пород, слагающих стенки скважины. В качестве ингибиторов, добавляемых в промывочную жидкость (вода или глинистый раствор), используют жидкое стекло, гипс, гашеную известь и хлористый кальцин. Буровые растворы соответственно называют силикатным, сульфатным, известковым и хлоркальциевым.
Утяжеленные глинистые растворы используют при вскрытии пород с высоким пластовым давлением для предупреждения выбросов из скважины воды, нефти или газа.
В последние годы применяются промывочные жидкости на полимерной основе. При бурении по размокающим, набухающим, пучащимся породам и, как следствие, вызывающим обвалы, образование каверн, сужение ствола скважины, применяют малоглинистые растворы (МГР) с добавкой полиакриламида (ПAA).
При вскрытии водоносного горизонта, представленного песками, хорошо зарекомендовал себя водногипановый раствор (гипан-гидролизованный полиакрилнитрил).
Растворы на нефтяной основе приготовляют из дизельного топлива и известково-битумного порошка. Применяют такие растворы для повышения нефтеотдачи при вскрытии продуктивных горизонтов, а также для бурения в особо неустойчивых глинистых соленосных отложениях. Растворы на нефтяной основе уменьшают износ бурового инструмента, снижают затраты мощности на вращение бурильной колонны. При работе в зимних условиях эти растворы не замерзают.
Естественные промывочные жидкости получают непосредственно в скважине при промывке водой, которая насыщается частицами разбуренной породы. В зависимости от того, по каким породам бурят, различают естественные растворы: глинистые, карбонатные (на основе известняков, доломитов), сульфатные (на базе гипса и ангидрита), карбонатно-глинистые, аргиллитовые (при бурении по аргиллитам) и др. Неглинистые естественные растворы представляют собой грубые суспензии и для придания им необходимых свойств требуется химическая обработка.
Необходимое для бурения одной скважины количество промывочной жидкости (м3) может быть определено из следующих выражений:
- при работе в нормальных условиях

- при работе в условиях потери циркуляции

где Vс — объем скважины проектной глубины, м3; Vос — объем очистной системы, принимаемый в зависимости от геологических условий и глубины скважины равным 3—8 м3; Vп — потери промывочной жидкости, принимаемые равными 3—6 % от объема скважины, м3.

title-icon Подобные новости