книги из ГПНТБ / Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие

где Н0 - глубина динамического уровня от устья скважины, м; h - гидравлические сопротивления в затрубном пространстве при движении жидкости от поглощающего пласта к устью скважи­

ны, м вод.столба.

На опыте борьбы с поглощениями в Татарской АССР А.А.Гайворонский и Б.М.Шайдеров предложили разбить все виды поглоще­ ний на шесть категорий и рекомендовали методы их ликвидации

[8,9] . В сушествуицих методах ликвидации поглощений промы­ вочной жидкости наметились следушие основные направления:

1. Изменение параметров промывочной жидкости: переход о промывки водой на промывку вязкими глинистыми растворами с по­ ниженным удельным весом, применение специальных глинистых ра­ створов, обладающих повышенными тиксотропными свойствами бла­ годаря обработке их реагентами-структурообразователями, а так­ же использование аэрированных промывочных растворов или пере­ ход с промывки на продувку скважины воздухом в благоприятных геолого-технических условиях.

2. Изоляция поглощающего пласта от скважины закупоркой каналов поглощений специальными тампонажными растворами, па­ стами и быстросхватывакишмися смесями.

3. Бурение без выхода промывочной жидкости с последующим спуском колонны обсадных труб.

Для приготовления специальных глинистых растворов, обла­ дающих высокими вязкостью, статическим напряжением сдвига и другими структурно-механическими свойствами,используют обыч­ но следующие реагенты-структурообразователи: жидкое стекло в количестве 3-5% по весу от объема глинистого раствора; изве­ стковое молоко или негашеную известь в количестве 1-2% по ве­ су от объема раствора; цемент в количестве 10-12% но весу от веса глины в растворе; кальцинированную соду в количестве до 6% по весу от объема глинистого раствора и другие реагенты.

Для изоляции поглощающих горизонтов применяются специ­ альные гельцемеятные и быстросхватывашшеся смеси. Гедьцеыенты применяют при средней интенсивности поглощений с более иди:

— 28 ----

менее значительным снижением уровня раствора в скважине. В ка­ честве примера можно указать на следующие рецепты гельцементов

0,850-0,700 м3. Потребный объем гельцемента рассчитывают, ис­ ходя из объема скважины на длине ее от поглощающей зоны до забоя.

При сильных и катастрофических поглощениях гельцементныесмеси не дают желаемого результата. В таких случаях применяют бнстроохватываювшеся смеси (БСС), состоящие из глинистого ра­ створа, тампонажного цемента, жидкого стекла, каустической со­

Для ликвидации поглощений при бурении геологоразведочных скважин получили применение гипсовые тампонажные растворы с водогипсовым отношением 0,6 -0,7 [12]. Для приготовления 1 м3 гипсового раствора с водогипсовым отношением 0,6 требуется гипса 1120"кг, воды 670 л, при водогипсовом отношении 0,65 - гипса 1090 кг, воды 710 л . Регулирование сроков схватывания производится введением замедлителя схватывания (полиакрилами­ да или триполифосфата натрия) в количестве 0,15-0,25$ по весу от веса гипса. Гипсовые тампонажные растворы имеют малый удельный вес, легко прокачиваются насосом, имеют короткие ре­ гулируемые сроки схватывания. Стоимость материалов, идущих на приготовление 1 м3 гипсового раствора в 3—3,5 раза нике стоимости материалов для 1 м3 цементного раствора.

Для борьбы с поглощениями в многолетнемерзлых породах в ЛГИ были разработаны рецепты следующих быстросхватывающихся

К0,33,

И+ Г + Гл

Кроме того, рекомендуются пасты с инертным наполнителем:

Г л а в а п. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ СКВАЖНЫ

§ 1. Общие положения

Конструкция скважины - это характеристика буровой скважи­ ны, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, а также ди­ аметры и длины обсадных колонн.

Основными факторами, определяющими конструкцию скважины, являются: ее целевое назначение, геолого-технические-условия, глубина бурения и требуемый конечный диаметр.

Конечный диаметр скважины должен обеспечивать необходимую достоверность опробования, а также возможность проведения гео­ физических, гидрогеологических и других исследований. Конечный диаметр бурения, кроме того, зависит от способа бурения и типа породоразрушапцего инструмента.

В настоящее время для разведки рудных полезных ископаемых при алмазном бурении конечный диаметр принимают равным 36,46 и 59 мм и для разведки на уголь - 59 и 76 мм. При твердосплав­

ном бурении для разведки на уголь и другие полезные ископаемые, залѳгаппие в породах средней твердости, конечный диаметр корон­ ки принимают 93,76 и 59 мм. При дробовом бурении конечный диа­ метр принимают равным 110 и 91 мм.

Разведка на различные соли (каменную, калийную и др. про­ изводится с конечный диаметре« бурения скважины 112 и 93 мм, что связано с определенной сложностью в получении нужного объе­ ма керна при сохранении естественной структуры соли.

С целью разработки наиболее экономичной конструкции сква­ жины следует стремиться к уменьшению конечного диаметра буре­ ния, однако в сложных геологических условиях (наличие зон закарстованных, трещиноватых пород, зон дробления горных пород и т .п .) при недостаточной изученности геологического разреза в начальной стадии геологоразведочных работ выбранный конеч­

ный диаметр рекомендуется оставлять запасным и всю конструкцию увеличивать на один диаметр. Во всех случаях нужно стремиться применять минимально допустимые диаметры скважин, так как чем меньше диаметр, тем, при прочих равных условиях, меньше ослож­ нений при бурении.

При разведочном бурении на твердые полезные ископаемые крепление стенок скважин обсадными трубами необходимо произво­ дить, с целью:

1) закрепления устья скважины для предохранения его от размыва и отвода промывочной жидкости в желобную систему

пород ( к о н д у к т о р ) ; 3) устранения различных геологических и технических о

нений, встречающихся или возникающих в процессе бурения скважи­ ны. В таких случаях производится перекрытие зон галечниковых и валунных отложений разрушенных пород, склонных к обрушению; трещиноватых и закарстованных пород, поглощающих промывочную

жидкость, т .е . тогда, когда применение только глинистых раство­

зывается потайной. Однако применение потайных колонн обсадных труб допускаетсят только в исключительных случаях, поскольку работа в такой скважине осложняется. Башмак колонны обсадных труб, особенно при алмазном бурении, должен быть зацементиро­ ван либо затампонирован глиной.

Разработка конструкции скважины начинается с уточнения конечного диаметра бурения, затем намечаются интервалы крепле­ ния стенок скважины обсадными трубами, глубины их спуска и диа­ метры, а также диаметры бурения по интервалам глубин.

Конструкция проектируется снизу вверх с таким расчетом, чтобы на конечной глубине скважина имела требуемый диаметр. При этом следует стремиться к выбору наиболее простой конструк­ ции с наименьшим количеством колонн обсадных труб с тем, чтобы снизить стоимость проходки скважины. Современная тенденция - одноступенчатая конструкция скважины. При проектировании конструкций скважины следует пользоваться табл. 7 и 8.

—36 —

труб: направление на глубину 3-5 ы для закрепления устья сква­ жины (направление должно быть зацементировано) и кондуктор на глубину 56-57 м для перекрытия неустойчивых многолетнемерзлых пород. Интервал от башмака кондуктора до конечной глубины мо­ жет быть пройден без крепления обсадными трубами. При заданном конечном диаметре бурения 76 нм кондуктор должен быть из обсад^ них труб диаметром 89 мм. Интервал бурения под кондуктор от 3-5 до 56-57 м необходимо проходить коронками диаметром 93 мм.

Направление должно .быть из труб диаметром 108 мм. При проекти­ ровании скважины, проводимой с целью предварительной разведки, предпочтительнее взять больший диаметр направления на случай возможных осложнений, при детальной разведке нужно остановить­ ся на обсадных трубах диаметром 108 мм. Бурение скважины под направление должно осуществляться породоразрушапцим инструмен­ том диаметром 112 мм или 131 мм. В результате получим конструк цию скважин, которая схематично изображена на рио.І, I .

Составить конструкцию окважины, проводимой о целью деталь­ ной разведки месторождения апатито-нефелиновых руд. Конечный

В проектируемой скважине следует предусмотреть крепление только устья скважины и моренных отложений, остальная часть скважины может быть пройдена без крепления стенок обсадными - трубами. Таким образом, первая обсадная колонна - направление - должна быть установлена на глубину 3-5 ы, следующая колонна должна перекрыть моренные отложения, ее следует спустить до глубины 72-73 м. Направление должно быть зацементировано, баш-