- •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, .
Очистка глинистого раствора
Для очистки глинистого раствора от выбуренной породы (шлама) применяются два способа: гидравлическая и принудительная очистка.
При гидравлическом способе очистки раствор самостоятельно освобождается от загрязнений, протекая по очистной системе. От устья скважины к емкостям буровых насосов, из которых они всасывают промывочную жидкость, прокладывается зигзагообразно желобная система длиной 50–70 м с уклоном 0,01–0,015° от устья скважины. Ширина желобов обычно равна 0,8 м, высота 0,4 м. Для лучшего отделения частиц выбуренной породы из глинистого раствора в желобах через каждые 6–8 м устанавливают перегородки высотой около 30 см. По мере накопления выбуренной породы производят очистку желобов.
Может также использоваться наиболее примитивный – амбарный способ: глинистый раствор, вытекающий из скважины, пропускается через 3–6 последовательно расположенных земляных амбаров емкостью 3–40 м3 каждый.
Принудительная очистка. Практика показала, что очистка глинистого раствора от выбуренной породы только в желобной системе не дает нужного эффекта. Значительно лучше очищается раствор, если помимо желобной системы на пути движения раствора устанавливаются механизмы, принудительно отделяющие из раствора выбуренную породу. В настоящее время наибольшее распространение из этих механизмов получили вибрационные сита и гидроциклонные установки. В случае применения вибрационных сит загрязненный выбуренной породой глинистый раствор подается на сито, на котором частицы породы задерживаются и сбрасываются в сторону, а очищенный глинистый раствор, пройдя через сито, попадает в желобную систему и далее в приемную емкость буровых насосов.
Гидроциклонная установка устроена так, что поступающая в нее жидкость приобретает вихревое движение. В движущемся потоке возникают центробежные силы. Под действием их происходит весьма интенсивное отделение частиц выбуренной породы из движущегося потока глинистого раствора. Отдельные частицы породы выбрасываются через специальное отверстие в гидроциклоне, а очищенный поток поступает в желобную систему и в приемную емкость буровых насосов.
Продувка скважин воздухом и аэрированные растворы
Вместо промывки скважин жидкостью в определенных условиях можно успешно применять продувку скважин воздухом (реже естественным газом). Принципиальной разницы в схемах очистки забоя при этих методах нет.
От компрессора сжатый воздух или газ по нагнетательному трубопроводу подается через буровой шланг и вертлюг в бурильную колонну и далее через отверстия в долоте на забой скважины. Поток воздуха или газа подхватывает кусочки выбуренной породы с забоя и по затрубному пространству поднимается к устью скважины. Затем смесь воздуха или газа с выбуренной породой направляется в выкидную линию, на конце которой располагается шламоуловитель.
Устье скважины герметизируют специальным устройством для защиты людей и оборудования от выносимой из скважины пыли.
Применение продувки скважин воздухом или газом по сравнению с промывкой жидкостью имеет ряд преимуществ.
1. Увеличивается механическая скорость проходки и проходка на долото за счет лучшей очистки забоя скважины от выбуренной породы, отсутствия гидростатического давления столба жидкости на забой скважины и улучшения условий охлаждения долота.
2. Улучшаются условия бурения скважины в трещиноватых и кавернозных породах, в которые при промывке скважины поглощается промывочная жидкость, вызывая частичные или полные потери циркуляции.
3. Облегчаются условия бурения скважины в безводных районах.
4. Обеспечивается лучшая сохранность продуктивного горизонта (особенно с низким пластовым давлением), т. к. в данном случае нет отрицательного воздействия промывочной жидкости на поры пласта.
5. Создаются условия для более правильной оценки геологами поднимаемого керна и выносимых частиц породы в связи с отсутствием загрязненности породы промывочной жидкостью.
Однако продувку скважин можно применять не в любых геологических условиях, что ограничивает применение этого метода очистки забоя скважины.
Наибольшие затруднения возникают при продувке скважин в процессе бурения в водоносных горизонтах со значительными водопритоками, когда в связи с увеличением гидростатического давления столба жидкости ухудшаются условия работы компрессоров. Большими трудностями сопровождается также разбуривание вязких пород (типа глин), способных налипать на стенки скважины и образовывать сальники на бурильной колонне. При разбуривании таких пород с продувкой забоя воздухом возможны прихваты бурильной колонны.
Опасно применять продувку забоя воздухом и при прохождении нефтяных и газовых пластов из-за образования взрывчатой смеси. В этих случаях целесообразно применять в качестве продувочного агента выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания.
Промывка аэрированным глинистым раствором применяется при необходимости снижения гидростатического давления при прохождении зон поглощений, проницаемых продуктивных интервалов и др. Такой способ промывки скважин позволяет довольно легко устанавливать необходимое противодавление на проходимые пласты в целях избежания интенсивного притока воды в скважину и обвалов пород.
Аэрирование раствора производится в процессе бурения путем систематической добавки воздуха в циркулирующую промывочную жидкость.