- •Предисловие
- •1.В ведение
- •1.1.История развития и области применения бурения скважин
- •1.2.Классификация буровых скважин по целевому назначению
- •1.2.1.Группа а: скважины, бурящиеся с целью изучения недр, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых
- •1.2.2.Группа б: скважины, бурящиеся с инженерно-геологическими, инженерными и горнотехническими целями
- •1.2.3.Распределение буровых скважин в подгруппах
- •2.1.Способы разрушения горных пород
- •1.3.Стадии геологоразведочных работ
- •2.Г орные породы и их разрушение при бурении
- •2.2.Основные свойства горных пород
- •2.3.Классификации горных пород по буримости и физико-механическим свойствам
- •2.4.Основные закономерности разрушения горных пород
- •3.С пособы бурения. Бурение глубоких скважин
- •3.1.Классификация способов бурения
- •3.2.Механическое вращательное бурение глубоких скважин
- •3.3.Буровое оборудование и инструмент
- •3.4.Буровые долота
- •3.4.1.Долота для сплошного бурения Лопастные долота
- •Шарошечные долота
- •Алмазные долота
- •3.4.2.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 б ис. 3.10. Кернодержатели Бурильные головки для колонкового бурения
- •3.5.Бурильная колонна
- •3.6.Забойные двигатели
- •3.6.1.Турбобуры
- •3.6.2.Электробуры
- •4.П ромывка и продувка скважин
- •4.1.Промывочные растворы и их основные параметры
- •4.2.Вода
- •4.3.Глинистые растворы
- •4.3.1.Качество глинистого раствора
- •4.3.2.Приготовление глинистого раствора
- •4.3.3.Реагенты
- •4.3.4.Очистка глинистого раствора
- •4.4.Продувка скважин воздухом и аэрированные растворы
- •4.5.Эмульсионные глинистые растворы и растворы на нефтяной основе
- •5.О сложнения и аварии в бурении
- •5.1.Причины аварий и их предупреждение
- •5.2.Инструмент и методы ликвидации аварий
- •5.3.Борьба с осложнениями в бурении
- •5.3.1.Осложнения, вызывающие нарушение целостности ствола скважины
- •5.3.2.Предупреждение и борьба с поглощениями промывочной жидкости
- •Основные причины поглощения промывочной жидкости
- •Исследования зон поглощений
- •Методы предупреждения и ликвидации поглощений
- •5.3.3.Предупреждение газовых, нефтяных и водяных проявлений и борьба с ними Газо-, нефте- и водопроявления
- •Меры и мероприятия по предотвращению выбросов
- •Грифоны и межколонные проявления
- •5.3.4.Борьба с прихватами бурильной колонны
- •6.И скривление скважин и направленнОе бурение
- •6.1.Причины естественного искривления скважин
- •6.2.Борьба с искривлением скважин
- •6.3.Основные понятия об искривлении скважин
- •6.4.Измерение искривления скважин
- •6.5.Проектирование и бурение наклонных скважин
- •6.5.1.Искусственное отклонение скважин
- •6.5.2.Отклоняющие средства
- •6.5.3.Бурение наклонных скважин
- •7.Р азобщение, вскрытие, опробование и испытание продуктивных горизонтов (пластов)
- •7.1.Разобщение пластов
- •7.1.1.Крепление скважины обсадными трубами
- •7.1.2.Цементирование обсадных колонн
- •7.2.Вскрытие продуктивных горизонтов (пластов)
- •7.2.1.Методы заканчивания скважин и вскрытия продуктивных горизонтов
- •7.2.2.Перфорация обсадной колонны
- •7.3.Опробование и испытание продуктивных горизонтов
- •7.3.1.Опробование и испытание продуктивных горизонтов (пластов) в процессе бурения
- •7.3.2.Опробование и испытание продуктивных горизонтов (пластов) после спуска и цементирования эксплуатационной колонны
- •8.Д ругие способы бурения
- •8.1.Колонковое бурение
- •8.1.1.Режущие и истирающие материалы Алмазы
- •Твердые сплавы
- •Дробь буровая
- •8.1.2.Буровой забойный инструмент
- •8.1.3.Буровые штанги (трубы)
- •8.1.4.Буровые станки
- •8.1.5.Конструкция скважин
- •8.2.Ударно-механическое бурение
- •8.2.1.Буровые станки
- •8.2.2.Буровой инструмент
- •8.2.3.Процесс бурения
- •8.3.Шнековое и вибрационное бурение
- •9.Б урение скважин на воду
- •9.1.Особенности бурения скважин на воду
- •9.1.1.Вращательное бурение скважин на воду
- •9.1.2.Способы крепления стенок скважин
- •9.1.3.Методы разглинизации стенок скважин
- •9.2.Фильтры и насосы
- •9.2.1.Оборудование скважин фильтрами Типы фильтров
- •Конструкция скважин
- •9.2.2.Насосы
- •9.2.3.Оборудование устья скважины
- •10.Г еологическое обслуживание бурящихся скважин
- •10.1.Отбор керна и шлама в скважинах. Требования к керну
- •10.1.1.Факторы, влияющие на выход керна
- •10.1.2.Технические средства для отбора керна
- •Отбор ориентированного керна
- •10.2.Отбор проб шлама
- •10.3.Хранение керна
- •10.4.Геологическое обслуживание буровых
- •Геофизические и другие исследования в скважине
- •10.5.Проектно-сметная документация на строительство скважин
- •10.5.1.Первичная документация в бурении
- •10.5.2.Проект на строительство скважин
- •10.5.3.Смета на строительство скважин
- •10.6.Цикл строительства скважин
- •11.О храна труда и окружающей среды
- •11.1.Техника безопасности при проведении работ по сооружению скважин
- •11.2.Охрана недр
- •11.2.1.Об актуальности проблемы охраны недр
- •11.2.2.Охрана недр и окружающей среды при сооружении гидрогеологических скважин
- •11.2.3.Охрана недр и окружающей среды при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
- •11.2.4.Ликвидация скважин
- •11.2.5.Мероприятия по охране недр в процессе разработки месторождений
- •11.2.6.Источники нефтяного и химического загрязнения при бурении скважин
- •11.2.7.Рекультивация земель
- •Литература Основная
- •Дополнительная и рекомендуемая
- •Содержание
- •Основы разведочного бурения
- •220050, Минск, проспект Франциска Скорины, 4.
- •220___, Минск, .
4.3.4.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.
4.4.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.