Группа компаний Семиречье- бурение скважин на воду, бурение артезианских скважин, водоснабжение, проектирование водозаборов   Перейти на главную страницу сайта Компании Семиречье Контакты компании Семиречье Карта сайта компании Семиречье Заявка на бурение артезианских скважин
    Телефоны группы компаний Семиречье

Водозаборный узел, устройство водозабора

 

Вскрытие пласта

 
 

 

Для современных способов вскрытия пласта характерны следующие факторы: разрушение горной породы с последующим извлечение продуктов разрушения.

Наиболее популярен вращательный метод бурения с промывкой. К наилучшей промывочной жидкости относится раствор, не снижающий проницаемости призабойной силы либо минимизирующий искажение фильтрационных свойств пласта и требующий несложных и недлительных работ по его освоению.

Для данного способа бурения характерно интенсивное изменение фильтрационных свойств пласта. Плотность глинистого раствора выбирается и регулируется так, чтобы не было притока вод пласта в скважину и не образовались трещины, что ведёт к существенному всасыванию раствора и гидравлическому разрыву пласта. Следовательно:

формула1, где:

Рgr – давление гидроразрывного пласта;

Рpl – величина пластового давления;

формула2 – плотность раствора, г/см3;

Н – глубина залегания пласта;

формула31 и формула32 - коэффициенты запаса;

при H < 1200м

формула33,

при H>1200м

формула34;

формула35.

Существенным достоинством методоввскрытия пласта с удалением продуктов разрушения водой или воздухом –отсутствие процесса кольматации водонасыщенной породы.

Вследствие технологических особенностей, способ бурения с продувкой воздухом не получил пока широкого применения. При данном способе необходимо разделять водоносные пласты, возникают сложности вскрытия песчаных пластов на глубину большую, чем 10 м, трудности борьбы с водными притоками и др. В устойчивых трещиноватых породах рекомендуется проводить вскрытие пласта при помощи воды. Однако и этот способ не исключает засорения трещин частицами бурового шлама. Наличие в разрезе глинистых сланцев, либо пропластков глины способствует обогащению воды глинистым материалом, так же что пагубно влияет на проницаемость пласта.

В 1966 году,при бурении водяных скважин были впервые введены ПАВ вещества для аэрации раствора. Это снижает поверхностное натяжение на границе обеих сред и уменьшает плотность промывочного раствора на 40-50%. Мелкие пузырьки в газированном растворе закупоривают поровые каналы и создают на стенках скважины воздушную рубашку, которая уменьшает противодавление раствора на пласт, и ведёт к уменьшению его кольматации.

Для определения гидростатического давления столба аэрированной жидкости применяют при помощи уравнения Стронга:

формула4, где:

Н – глубина скважины, м;

Р – гидростатическое давление столба аэрированного раствора, Мпа;

формула_5 - содержание газа на единицу объёма раствора на поверхности, %.

Для определения среднего снижения плотности газированного раствора пользуются следующей формулой:

формула_1, где:

Qb и Qp соответственно объём расхода воздуха в обычных условиях и в растворе, м3/мин.

Вскрытие пластов со слабым напором осуществляют, регулируя величину плотности раствора так, чтобы перепад давления не был выше 0,015-0,02 Мпа.

Специалисты горного института в Свердловске разработали смеситель эжекторного типа, включающийся в нагнетательную линию. Подача воздуха регулируется с помощью крана, сменных насадок и втулок. Для надёжной работы рекомендуется применять лёгкие качественные растворы, например:

формула_1,

Т= 20-25 с, В< 30 см3 за 30 минут, концентрация песка 4%.

В малоглинистых растворах наличие реагента КМЦ (1-2%) снижает плотность раствора до 0,9-1,05 г/см3 и содержание в нём глины до 4%.

Для бурения нефтяных и газовых скважин широко используют промывочные растворы на карбонатной основе, в которую входят: углещелочной реагент (10%), молотый мел (25%), стекло жидкое (4%), ПАВ (поверхностно-щелочные вещества – 0,5% объёма раствора).

ПАВ, жидкое стекло и углещелочной реагент придают раствору стабильность и водоотдачу.

Также применяют глино-меловые растворы, состоящие из молотого мела (15%), бентонитовогоглинопорошка (5%) и кальцинированной соды (0,2%).

При вскрытии пластов с рыхлыми породами применяют способы завинчивания фильтров, задавливания их и ударного погружения.

Вскрытие пластов с использованием призабойной циркуляции промывочной жидкости позволяет уменьшить противодавление на пласт.

При вращательном способе разрушения пород зачастую применяется ударное воздействие (в гидро- и пневмоударниках).

Для получения высоких дебитов при вскрытии пласта применяется схема призабойной зоны, используя механические расширители, которые расширяют стенки скважины своими органами или под действием перепада промывочного раствора (рис.1), или под влиянием нагрузки на ось с опорой расширителя на забой.

1Схема расширения скважины

Рис.1Схема расширения скважины (конструкция Промбурвода)

а - ствол скважины после окончания бурения; б - спуск расширителя; в, г - расширение; д - подъём расширителя; е - спуск фильтрового каркаса: ж, з - засыпка гравня.

Широкое распространение получили расширители, которые основаны на гидромониторном действии водной струи. С этой целью используют насадки, которые погружают на трубах в зону пласта. При этом резко уменьшается эффект гидродинамического влияния затопленной струи на породу (на расстояние более 8-5 dн, где dн– диаметр насадки). Данная схема не позволяет осуществлять глубокое вскрытие пласта.

Простой и в то же время оригинальной является схема расширения с применением эксцентричного долота Промбурвода. Результат разрушения стенок скважины усиливается под влиянием реактивной силы водной струи, которая истекает из отверстия в направлении, противоположном расширению. Благодаря увеличению призабойной зоны можно удалить закольматированную породу и расширить площадь фильтрации воды в скважину. После расширения призабойной зоны в рыхлых породах скважину следует оборудовать гравийно-обсыпным фильтром.

До недавнего времени считали, что довоенный способ ударного бурения является эталоном по получаемым дебитам. Однако исследования показали, что при данном способе происходит уплотнение горных пород, что ведёт к снижению водопроницаемости пласта. Ударный способ по классической схеме следует осуществлять с одновременной или последующей посадкой труб. В устойчивых породах трубы не используют. Также ударным методом можно забивать фильтры на небольшую глубину в рыхлые породы.

Для строительства скважин без фильтров и для посадки фильтров размывом применяют гидравлический способ вскрытия пласта. Данный способ обеспечивает достаточно высокую пористость пород в прифильтровой зоне. Посадка фильтров осуществляется в рыхлых водовмещающих породах при глубине 100-150 м. Вскрытие пласта происходит с помощью специально сконструированного снаряда (рис.2).

Фильтровый снаряд

Рис.2 Фильтровый снаряд для установки размывом

а и б - положение снаряда до установки и после неё; 1 - бурильные трубы; 2 - винт; 3 - обсадная труба: 4 - кожух; 5 - сальник; 6 - фильтр; 7 - гидромониторный наконечник.

Способ посадки фильтра с одновременной откачкой элифтом основан на применении глинистой жидкости для удаления продуктов разрушения пород. При данном способе фильтр опускается в скважину с открытым нижним концом, а внутрь фильтровой колонны погружается колонна воздушных труб (рис.3). Откачивание удаляет водонасыщенный песок под фильтром и способствует погружению фильтра в пласт.

Схема установки фильтра эрлифтом

Рис. 3 Схема установки фильтра эрлифтом

1 - шланг от компрессора; 2 - оголовок; 3 - патрубок; 4 - шланг от бурового насоса; 5 - воздушные трубы; 6 - обсадная колонна; 7 -водоподъёмные трубы; 8 - надфильтровая труба; 9 - фильтр.

Химические и физические способы вскрытия пласта (электроимпульсивный, взрывной, ультразвуковой и др.) пока не получили широкого практического применения.

Итак, исходя из оценок различных способов вскрытия пласта, ясно, что наиболее эффективны способы, не требующие сложных и длительных работ по освоению пласта и обеспечивающие минимальное уменьшение проницаемости призабойной зоны.