Выбор вида промывочной жидкости
В современных условиях геологоразведочного бурения, очистка скважины от шлама разбуренной породы проводится непрерывно в процессе бурения промывкой технической водой, специальными жидкостями и растворами или продувкой сжатым воздухом и пеной. Наиболее распространенный способ очистки скважин- промывка различными промывочными жидкостями.
Геологический разрез сложен в основном породами, склонными к набуханию. Поэтому основную промывку предполагается вести глинистым раствором, лишь при вскрытии водоносного пласта будет применена промывка технической водой.
На интервале 0-30 м скважина бурится без применения промывки, во избежание размыва, набухания и вывалов наносов. Здесь предусматривается продувка скважины сжатым воздухом с использованием передвижной ВКС типа ДК-9М, основные параметры которой приведены в таблице 2. В дальнейшем ВСК типа ДК-9М можно использовать для эксплуатации эрлифта.
Дальнейшее бурение до глубины 98 м планируется осуществлять естественным глинистым раствором, который образуется при бурении глиносодержащих пород с промывкой технической водой. Вскрытие водоносного пласта на интервале 98-123 м планируется осуществлять с промывкой технической водой, для предотвращения кольматации водоносного пласта и загрязнения интересующей нас воды. Рекомендуется использовать прямую промывку.
Расчет параметров режима бурения.
Большое влияние на производительность бурения оказывают технологические параметры режима бурения: осевая нагрузка на коронку, частота вращния бурового снаряда и количество промывочной жидкости. Необходимо стремится к оптимальному сочетанию этих параметров, которые могут обеспечивать максимальную механическую скорость бурения при минимальной стоимости 1 м проходки.
Осевая
нагрузка на долото определяется по
формуле (в МПа): P=
d,
где
-
осевая нагрузка на 1 см долота (кН,
определяется по сводным таблицам), d-
диаметр долота (см).
Частота
вращения долота на забое определяется
по формуле: n=
,
где v-
окружная скорость вращения долота
(м/с), d-
диаметр долота (м).
Расход
промывочной жидкости определяется по
формуле: Q=F
,
где
-
скорость восходящего потока жидкости
(м/с), F-
площадь затрубного пространства, через
которое проходит промывочная жидкость
(
).
F=
(
),
где
-
диаметр скважины (м),
-внешний
диаметр обсадной колонны (м).
Произведем необходимые расчеты по интервалам бурения.
На интервале 0-30 м бурение производим долотом типа 3Л диаметром 151 мм без использования промывочной жидкости. Очистка забоя ведется сжатым воздухом:
P=0.6*13.2=7/92 кН
n=
=130
об/мин
На интервале 30-125 м бурение производится шорошечным долотом диаметром 132 мм:
P=2.5*13.2=33 кН
n=
=144
об/мин
Q=
0.6=8.86
л/с
Выбор схемы вскрытия водоносного пласта
На выбор способа вскрытия влияют гидрогеологические характеристики пласта: гранулометрический состав, проницаемость и устойчивость пород, интенсивность водопоглощений, глубина залегания, проектный дебит. Способ вскрытия должен оказывать минимальное кольматирующее влияние на водоносный пласт, т.е сохранять его естественную проницаемость. В тоже время технология вскрытия должна позволять оборудовать водоприемную часть скважины. В неустойчивых и слабоустойчивых породах это требование заключается в предотвращении их обрушения в период монтажа фильтра.
В зависимости от указанных параметров Г.П. Квашниным разработана классификация рациональных способов вскрытия водоносных пластов. Один из основных классификационных принципов- степень устойчивости стенок скважины при ее заполнении водой до устья, т.е различных соотношениях гидростатического и пластового давления. В зависимости от устойчивости стенок и интенсивности водопоглащений применяются два основных способа вскрытия водоносных пластов: ударно-канатный и вращательный с его разновидностями.
Вращательный способ рекомендуется при большой глубине скважины и вскрытии пластов с различной степенью устойчивости в стенках скважины. Предотвращение стенок скважины от обрушения достигается созданием гидростатического противодавления столба промывочной жидкости, заполняющей ствол. В результате появляются условия для установки фильтра. В тоже время применяемый буровой раствор должен оказывать минимальное кольматирующее влияние на пласт. В этой связи правильный выбор промывочной жидкости является решающим фактором, от которого зависит эффективность вскрытия и освоения водоносных горизонтов.
Техническая вода применяется при вскрытии водоносных пластов, представленных мелко и среднезернистыми песками , по прямой и обратной схеме циркулирования. Вскрываемые пласты должны быть слабонапорными или напорными без проявления сомоизлива. Промывка водой не рекомендуется при бурении пластов с прослоями глин и подошвы водоносных горизонтов, сложенные глинистыми породами, в следствии кальмотации стенок скважины наработанным глинистым раствором. Необходимые условия успешного вскрытия вскрытия пласта с промывкой водой- поддерживание постоянного избыточного гидростатического противодавления на пласт, величина которого должна привышать пластовое на 0.03-0.04 МПа.
В данном проекте основным способом бурения было выбрано вращательное бурение с прямой промывкой технической водой. Давление воды в пласте составляет 7.3 МПа (по данным статического уровня 10 метров столба воды в скважине составляет примерно 1 МПа), следовательно, для обеспечения необходимого избыточного гидростатического противодавления необходимо поддержать давление столба жидкости на забой в пределах 7.5 МПа.
Перед непосредственным вскрытием водоносного пласта (на отметке 98 м), следует очистить скважину от бурового шлама и возможной глинитизации промывочной жидкости. Проходку пласта необходимо пройти с максимальной скоростью.