Глава 6 Способы вскрытия водоносных горизонтов

6.1. Классификация способов вскрытия пластов

Основной задачей при бурении гидрогеологических скважин является определение параметров водоносного горизонта при разведочном бурении и достижение проектного дебита и максимального срока службы при эксплуатационном бурении. Решение этой задачи невозможно без качественного вскрытия и освоения водоносных горизонтов.

От качества вскрытия водоносных горизонтов зависит, в конечном счете, дебит скважин. Вопросы качественного вскрытия водоносных горизонтов являются главными, определяющими во всей техно­логии сооружения скважин на воду.

Выбор и применение рационального способа вскрытия и освоения водоносных горизонтов при сооружении гидрогеологических скважин является одной из важнейших проблем современной техники и технологии бурения. Качество вскрытия в основном определяется способом бурения по водоносному горизонту и типом промывочной жидкости, применяемой при вскрытии.

Вскрытие водоносных горизонтов осуществляется в основном вращательным способом. Вращательный способ является наиболее распространенным и занимает в общем объеме работ более 80 %.

Технология вскрытия водоносных горизонтов должна детально разрабатываться для каждого района с учетом его гидрогеологических условий. При этом необходимо учитывать гидродинамическую характеристику водоносного горизонта, глубину его залегания, параметры водоприемной части скважины. Правильный выбор технологи вскрытия будет способствовать обеспечению минимальных затрат времени на освоение скважин.

На выбор способа вскрытия водоносных горизонтов влияют гидрогеологические характеристики пласта:

- гранулометрический состав, проницаемость и устойчивость пород;

- интенсивность водопроявлений;

- глубина залегания;

- проектный дебит.

В свою очередь характеристики пород, слагающих пласты делятся на:

- неустойчивые породы с пористым (рыхлым) коллектором;

- слабоустойчивые по­роды с пористо-трешинным коллекто­ром;

- устойчивые породы с коллектором трещинно-жильного типа.

Способ вскрытия должен оказывать минимальное кольматирующее влияние на водоносный пласт, т.е. сохранять его естественную проницаемость. В то же 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 разработана классификация рациональных способов вскрытия водоносных пластов. Один из основных классификационных принципов — степень устойчивости стенок скважины при ее заполнении водой до устья, т.е. при различных соотношениях гидростатического и пластового давления.

В зависимости от устойчивости стенок и интенсивности водопроявлений применяются следующие способы вскрытия водоносных горизонтов:

1) Ударно-канатный способ

Рекомендуется при глубине залегания горизонта 100-150 м, катастрофическом поглощении промывочной жидкости и в случае, если вскрываемые пласты неустойчивы в стенках скважины. Для предотвращения обрушения пласта последний чаще всего перекрывается опережающей вспомогательной колонной, под защитой которой устанавливается фильтр. Затем вспомогательная колонна извлекается, обнажая фильтр. При бурении песчано-глинистых пород с применением тиксотропной "рубашки" пласт вскрывается фильтровой колонной с конусным башмаком-расширителем. Так же возможно вскрытие открытым забоем, без крепления.

2) Вращательный способ

- с прямой промывкой (техническая вода, глинистый раствор, аэрированные растворы, меловые растворы и др.);

- с обратной промывкой;

- с продувкой (в том числе с применением пневмоударников).

3) Гидровмыв фильтра

- с применением гидравлического расширителя;

- с применением гидронасадки.

4) Разработка каверны для бесфильтровой скважины эрлифтом или

другими техническими средствами

- с заполнением каверны гравием;

- без заполнения каверны гравием.

Поскольку на качество вскрытия и освоения водоносных горизонтов существенное влияние оказывают промывочные жидкости, рассмотрим наиболее распространенные из них.