- •И. Р. Захария м. А. Бабец
- •Основы разведочного бурения
- •Курс лекций
- •Предисловие
- •Введение
- •История развития и области применения бурения скважин
- •Классификация буровых скважин по целевому назначению
- •Группа а: скважины, бурящиеся с целью изучения недр, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых
- •Группа б: скважины, бурящиеся с инженерно-геологическими, инженерными и горнотехническими целями
- •Распределение буровых скважин в подгруппах
- •Стадии геологоразведочных работ
- •Горные породы и их разрушение при бурении
- •Способы разрушения горных пород
- •Основные свойства горных пород
- •Классификации горных пород по буримости и физико-механическим свойствам
- •Основные закономерности разрушения горных пород
- •Способы бурения. Бурение глубоких скважин
- •Классификация способов бурения
- •Классификация способов бурения скважин
- •Механическое вращательное бурение глубоких скважин
- •Буровое оборудование и инструмент
- •Буровые долота
- •Долота для сплошного бурения Лопастные долота
- •Шарошечные долота
- •Алмазные долота
- •Долота для колонкового бурения
- •Колонковые долота со съемной грунтоноской
- •К Рис. 3.9. Колонковое долото без съемной грунтоноски олонковые долота без съемной грунтоноски
- •Р а бис. 3.10. Кернодержатели Бурильные головки для колонкового бурения
- •Бурильная колонна
- •Забойные двигатели
- •Турбобуры
- •Электробуры
- •Промывка и продувка скважин
- •Промывочные растворы и их основные параметры
- •Глинистые растворы
- •Качество глинистого раствора
- •Приготовление глинистого раствора
- •Реагенты
- •Очистка глинистого раствора
- •Продувка скважин воздухом и аэрированные растворы
- •Эмульсионные глинистые растворы и растворы на нефтяной основе
- •Осложнения и аварии в бурении
- •Причины аварий и их предупреждение
- •Инструмент и методы ликвидации аварий
- •Борьба с осложнениями в бурении
- •Осложнения, вызывающие нарушение целостности ствола скважины
- •Предупреждение и борьба с поглощениями промывочной жидкости
- •Основные причины поглощения промывочной жидкости
- •Исследования зон поглощений
- •Методы предупреждения и ликвидации поглощений
- •Предупреждение газовых, нефтяных и водяных проявлений и борьба с ними Газо-, нефте- и водопроявления
- •Меры и мероприятия по предотвращению выбросов
- •Грифоны и межколонные проявления
- •Борьба с прихватами бурильной колонны
- •Искривление скважин и направленнОе бурение
- •Причины естественного искривления скважин
- •Борьба с искривлением скважин
- •Основные понятия об искривлении скважин
- •Измерение искривления скважин
- •Проектирование и бурение наклонных скважин
- •Искусственное отклонение скважин
- •Отклоняющие средства
- •Бурение наклонных скважин
- •Разобщение, вскрытие, опробование и испытание продуктивных горизонтов (пластов)
- •Разобщение пластов
- •Крепление скважины обсадными трубами
- •Цементирование обсадных колонн
- •Вскрытие продуктивных горизонтов (пластов)
- •Методы заканчивания скважин и вскрытия продуктивных горизонтов
- •Перфорация обсадной колонны
- •Опробование и испытание продуктивных горизонтов
- •Опробование и испытание продуктивных горизонтов (пластов) в процессе бурения
- •Опробование и испытание продуктивных горизонтов(пластов) после спуска и цементирования эксплуатационной колонны
- •Другие способы бурения
- •Колонковое бурение
- •Режущие и истирающие материалы Алмазы
- •Твердые сплавы
- •Дробь буровая
- •Буровой забойный инструмент
- •Буровые штанги (трубы)
- •Буровые станки
- •Конструкция скважин
- •Ударно-механическое бурение
- •Буровые станки
- •Буровой инструмент
- •Процесс бурения
- •Шнековое и вибрационное бурение
- •Бурение скважин на воду
- •Особенности бурения скважин на воду
- •Вращательное бурениескважин на воду
- •Способы крепления стенок скважин
- •Методы разглинизации стенок скважин
- •Фильтры и насосы
- •Оборудование скважин фильтрами Типы фильтров
- •Конструкция скважин
- •Оборудование устья скважины
- •Геологическое обслуживание бурящихся скважин
- •Отбор керна и шлама в скважинах. Требования к керну
- •Факторы, влияющие на выход керна
- •Технические средства для отбора керна
- •Отбор ориентированного керна
- •Отбор проб шлама
- •Хранение керна
- •Геологическое обслуживание буровых
- •Геофизические и другие исследования в скважине
- •Проектно-сметная документация на строительство скважин
- •Первичная документация в бурении
- •Проект на строительство скважин
- •Смета на строительство скважин
- •Цикл строительства скважин
- •Охрана труда и окружающей среды
- •Техника безопасности при проведении работ по сооружению скважин
- •Охрана недр
- •Об актуальности проблемы охраны недр
- •Охрана недр и окружающей среды при сооружении гидрогеологических скважин
- •Охрана недр и окружающей среды при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
- •Ликвидация скважин
- •Мероприятия по охране недр в процессе разработки месторождений
- •Источники нефтяного и химического загрязнения при бурении скважин
- •Рекультивация земель
- •Литература Основная
- •Дополнительная и рекомендуемая
- •Содержание
- •Основы разведочного бурения
- •220050, Минск, проспект Франциска Скорины, 4.
- •220___, Минск, .
Промывка и продувка скважин
Промывочные растворы и их основные параметры
Периодическую промывку скважин начали применять со второй половины XIX столетия, т. е. с того времени, когда широкое распространение получил ударный способ бурения и было обнаружено, что наилучшая очистка забоя от выбуренной породы достигается при доливании в скважину небольшого количества воды.
Изобретение вращательного способа бурения привело к необходимости непрерывной промывки скважины во время ее бурения. Вода была первой промывочной жидкостью и при вращательном бурении.
Развитие технологии бурения показало, что при разбуривании глин и глинистых отложений образующийся в скважине глинистый раствор значительно облегчает процесс выноса породы и проходки скважины. Поэтому стали не только сохранять глинистый раствор, образовавшийся в скважине, но и искусственно приготовлять его на поверхности.
При вращательном бурении промывочная жидкость должна выполнять следующие функции:
1) очищать забой скважины от выбуренной породы, вынося ее на поверхность;
2) создавать противодавление на стенки скважины для предотвращения обвалов породы и проникновения в скважину пластовых флюидов – газа, нефти и воды из разбуриваемых пластов;
3) охлаждать долото, турбобур, электробур и бурильную колонну;
4) смазывать все трущиеся детали долота, турбобура, уменьшать трение бурильной колонны о стенки скважины;
5) передавать энергию турбобуру (при турбинном способе бурения);
6) удерживать выбуренные частицы горной породы во взвешенном состоянии при прекращении циркуляции;
7) обеспечивать глинизацию стенок скважины для повышения их устойчивости.
Первым пяти требованиям удовлетворяет как вода, так и глинистый раствор, однако две последние очень важные функции выполняют только глинистые растворы, которые и получили наиболее широкое применение в буровой практике.
Кроме воды и глинистого раствора, в особых условиях бурения (в продуктивных горизонтах, в набухающих сланцевых отложениях, при отборе керна) применяются другие промывочные жидкости:
глинисто-известковые растворы,
растворы на углеводородной (нефть, дизтопливо) основе,
эмульсионные растворы,
аэрированные растворы,
воздух, газ.
Вода
Вода, как пресная, так и минерализованная, в том числе и морская, может с успехом быть применена в качестве промывочной жидкости при проходке устойчивых и неразмывающихся горных пород – в районах, где геологический разрез сложен твердыми породами, не обваливающимися в скважину без глинизации ее стенок, в условиях, когда пластовое давление не превышает гидростатического. В этих условиях промывка скважины водой становится наиболее выгодной из-за ее большой подвижности, малой вязкости и относительно небольшого удельного веса. В результате уменьшаются гидравлические сопротивления в бурильной колонне, турбобуре, долоте и затрубном пространстве. Применение воды вместо глинистого раствора в благоприятных условиях позволяет увеличить механическую скорость бурения и проходку на долото до 50 %, достичь экономии за счет сокращения расхода долот и коронок, глины, химреагентов, за счет улучшения условий работы буровых насосов, повышения их производительности и мощности турбобура.
Однако вода как промывочная жидкость имеет два существенных недостатка. Во-первых, возникает опасность прихвата бурильной колонны, так как вода неспособна удерживать во взвешенном состоянии обломки выбуренной породы при прекращении циркуляции. Во-вторых, вода может быть причиной обвалообразований, т. к. она не обеспечивает должного гидростатического давления на стенки скважины. Кроме того, обвалы объясняются физико-химическими воздействиями воды на породу, слагающую стенки скважины.
Следует отметить, что нельзя осуществлять промывку скважины водой при разбуривании продуктивного нефтеносного горизонта, т. к. интенсивная фильтрация воды в продуктивный горизонт затрудняет вызов притока нефти из пласта в скважину после окончания бурения.