6.4. Бурові долота спеціального призначення

Найбільше застосування з цієї групи доліт одержали:

1. Пікоподібні долота. Застосовують для створення плавного переходу стовбура свердловини з великого діаметра на менший при розбурюванні цементних пробок, при аварійних роботах.

Виготовляють пікоподібні долота двох типів:

а) типу ПР, призначені для пророблення (розширення) стовбура пробуреної свердловини в м'яких пластичних породах з пропластками порід середньої твердості, а також для відводу в сторону металевих предметів, які попали на вибій свердловини;

б) типу ПЦ, призначені для розбурювання цементного каменю і металевих деталей в обсадній колоні після цементування.

Ці долота мають загострену під кутом 90° лопать, яка за формою нагадує піку. Щоб запобігти пошкодженню обсадної колони, бокові грані у долота ПЦ не укріплюються твердим сплавом.

2. Розширювачі. Застосовують для розширення свердловини при бурінні, а також для центрування бурильного інструменту. Найпоширенішими є тришарошкові розширювачі. Крім тришарошкових випускають також і трилопатеві розширювачі, одношарошкові пілотні розширювачі, наддолотні штирьові розширювачі та інші.

3. Фрезерні долота. Призначені для буріння свердловини в ма-лоабразивних породах, для розбурювання цементних мостів і металевих предметів у свердловині.

7. Промивання свердловин

7.1. Функції промивальної рідини та вимоги до неї

При бурінні свердловин промивальні рідини повинні виконувати такі основні функції:

1) ефективно очищати вибій від частинок розбурюваних порід та видаляти їх на денну поверхню;

2) створювати гідростатичний тиск для попередження флюїдопроявлень у процесі буріння та при зупинці промивання;

3) утримувати частинки розбурюваної породи від осідання на вибій;

4) забезпечувати охолодження і змащування доліт, вибійних двигунів, бурильної колони;

5) попереджувати спонтанне осипання порід, що формують стінки свердловини;

6) передавати потужність до гідравлічних вибійних двигунів;

7) не погіршувати колекторські властивості продуктивних пластів у пристовбуровій зоні свердловини.

Названі функції може виконувати багатокомпонентна рідина, яка повинна:

1) володіти тиксотропними властивостями (легко прокачуватись, швидко переходити в гелеподібний стан при зупинці прокачування);

2) бути інертною до гірських порід (не розчиняти їх, не сприяти пептизації вибурених частинок, не знижувати міцність стінок свердловини);

3) мати широкий діапазон регулювання густини;

4) кольматувати пори і тріщини в стінках свердловини та створювати в них тонку непроникну кірку;

5) зберігати стабільність властивостей при зміні температур;

6) володіти мастильною здатністю і теплофізичними властивостями, для відведення тепла від деталей, що труться;

7) нейтралізовувати компоненти порід і пластових рідин, які викликають корозію труб і обладнання та токсичні речовини;

8) не заважати проведенню геофізичних досліджень у свердловині;

9) складатися з недефіцитних та дешевих матеріалів.

7.2. Класифікація промивальних рідин

Промивальна рідина складається, як правило, з дисперсійного середовища, рівномірно розподіленої в ньому дисперсної фази і невеликої кількості хімічних реагентів, які призначені для регулювання тих чи інших властивостей.

Дисперсна фаза складається, як правило, з декількох компонентів. Найважливішим з них є колоїдний матеріал, необхідний для забезпечення стабільності промивальної рідини, здатності утримувати грубодисперсні частинки (вибурену породу), кольматувати пори і мікротріщини в породі.

Другим компонентом дисперсійної фази є дрібні частинки важких (глина, крейда, барит і т.д.) або легких (повітря) матеріалів, які використовуються для надання промивальній рідині необхідної густини, регулювання гідростатичного тиску на стінки свердловини, надання здатності закупорювати великі порові канали і тріщини.

Третім компонентом є домішки для покращення мастильних властивостей промивальних рідин.

За складом дисперсійного середовища промивальні рідини можна розділити на такі групи:

1. Промивальні рідини на водній основі:

а) вода (прісна, морська, розсіл);

б) глинисті суспензії;

в) природні суспензії, які утворились при розбурюванні неглинистих

порід і аргілітів;

г) суспензії на базі гідрогелів;

д) емульсії типу "масло у воді".

2. Промивальні рідини на неводній основі:

а) дегазована нафта та нафтопродукти;

б) багатокомпонентні розчини на вуглеводневій основі;

в) зворотні емульсії типу "вода у маслі".

3. Газоподібні робочі агенти (повітря, природні гази, вихлопні гази двигунів внутрішнього згорання).

4. Аеровані промивальні рідини та піни.

Рідини на водній основі мають такі позитивні властивості:

– краще від інших охолоджують породоруйнівний інструмент;

– при достатньо високій швидкості добре виносять вибурену породу і легко очищуються від неї;

– при низьких пластових тисках створюють достатній протитиск на пласти;

– швидкість руйнування гірської породи збільшується за рахунок проникнення води в тріщини породи.

Вода, як промивальна рідина має наступні недоліки:

– зниження стійкості стінок свердловини;

– не утворюється щільна кірка з тонких часток твердої фази, яка створювала б опір фільтрації промивної рідини;

– відсутність тиксотропних властивостей;

– вода легко розчиняє переважну більшість хімічних порід.

Воду у якості промивальної рідини доцільно застосовувати при розбурюванні стійких, достатньо міцних порід непродуктивних горизонтів, механічні властивості яких практично не змінюються при зволоженні.

Рідини на вуглеводневій основі дають дуже добрі результати при розкритті нафтових пластів, розбурюванні нестійких глинистих і хемогенних порід.

Застосування газоподібних агентів не можна використовувати при розбурюванні нестійких гірських порід, при проявленні пластових флюїдів та ін.