Файл: Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник.pdf

§ 10. БОРЬБА С ОСЛОЖНЕНИЯМИ

При разведочном бурении основными видами осложнений яв­ ляются затяжки и прихваты инструмента, обвалы стенок скважин и поглощения промывочной жидкости. Реже встречаются выбросы, переливы и фонтанирование из скважин.

Признаки затяжки и прихватов бурового инструмента следую­ щие: увеличение усилий, необходимых для подъема и вращения инструмента, и уменьшение нагрузки на крюке при спуске. Часто прихвату предшествует повышение давления на выкиде буровых насосов.

Обвалами называют осложнения, вызванные сужениями ствола скважины, сильными прихватами, повышением давления на насосах, возрастанием вязкости глинистого раствора и выносом шлама в ко­ личестве, значительно превышающем теоретический объем ствола скважины. Обвалы наблюдаются только при проходке пластов несвязных и раздробленных, а также разбухающих от действия воды. В большинстве случаев обвалы начинаются не сразу после вскрытия этих пород, а через несколько дней. Однако в галечниках, водонасы­ щенных песках и плывунах обвалы могут начинаться сразу при вскрытии этих пород.

Борьба с обвалами производится путем снижения водоотдачи раствора до наименьших возможных величин (2—3, даже 1 — 2 см3/30 мин), утяжеления его и сокращения времени разбуривания обваливающихся пород.

Снижение водоотдачи преследует цель уменьшить проникновение воды в обваливающиеся породы и тем самым снизить их набухание.

Повышение удельного веса глинистого раствора обеспечивает увеличение гидростатического давления на стенки скважины.

Применение воды вместо глинистого раствора вызывает усиление обвалов. Добавление нефти в глинистый раствор также вызывает усиление обвалов, так как нефть, проникая между частицами по­ роды, уменьшает силы трения и способствует оползанию их в сква­ жину.

Борьба с поглощением промывочной жидкости

Следующим важнейшим видом осложнений при бурении явля­ ются поглощения промывочной жидкости.

По характеру осложнения и по способам борьбы с ними разли­ чают частичное и полное поглощение.

При частичном поглощении часть закачиваемой в скважину про­ мывочной жидкости возвращается на поверхность, а часть уходит в проницаемые пласты.

Борьба с частичным поглощением производится путем снижения удельного веса раствора, повышения его вязкости и статического напряжения сдвига.

При колонковом бурении часто для снижения удельного веса применяется бескомпрессорная аэрация промывочных растворов с помощью специальных смесителей, предложенных Л. В. Мака­ ровым и Л. М. Ивачевым.

Смеситель (рис. 34) состоит из двух каналов: основного, предна­ значенного для аэрации промывочной жидкости, и обводного 16, обеспечивающего проход жидкости в колонну бурильных труб в слу­ чае, когда надобность в аэрации отпадает.

16 17

1, 12 — фланец; 2 , 9 — патрубок; 3 — сопло; 4 —кожух; 5 — резиновая прокладка; в —

Основной канал состоит из сопла 3 со сменной насадкой 8, втулки камеры смешения 11, диффузора 10 и соединительных патрубков 2 и 9. В сопле просверлены продольные отверстия для поступления воздуха в камеру смесителя. Для регулирования подачи воздуха установлен кран 14. Во избежание выбросов промывочной жидкости из отверстий сопла установлен клапан, состоящий из подвижного резинового кольца 6 и прижимной шайбы 7.

Смеситель монтируется в нагнетательную линию насоса после трехходового крана с помощью фланца 1. Нагнетательный шланг надевается на штуцер 13.

Насос включается при открытом обводном канале и закрытом кране смесителя. Необходимое количество жидкости регулируется трехходовым краном или другим способом. После этого обводной канал перекрывается краном 17 и доступ воздуха к смесителю произ­ водится плавным открытием крана 14.

Вылетающая из сопла (насадки) 8 с большой скоростью жидкость вызывает в камере смесителя разрежение, и воздух через кран 14, муфту 15 и продольные отверстия поступает в смеситель, где и осу­ ществляется перемешивание жидкости с воздухом — аэрация.

К их преимуществам следует отнести небольшой удельный вес, возможность широкого изменения времени твердения, достаточно хорошее сцепление с породой, относительно высокую прочность и др.

Синтетическая смола. Для целей тампонажа применяются наибо­ лее дешевые и менее дефицитные мочевиноформальдегидные смолы (МФ, МФ-17 и МФФ), которые представляют собой нетоксичную жидкость от белого до светло-коричневого цвета с удельным весом от 1,15 до 1,4 гс/см3 и вязкостью в момент изготовления до 100—200с по СПВ-5.

Отвердевание смолы достигается путем добавки в нее катализа­ тора, которым могут служить органические кислоты (щавелевая, лимонная и др.), минеральные кислоты (соляная, фосфорная), неко­ торые соли (хлористый аммоний, хлористый цинк) и эфиры кислот.

Наилучшие результаты дает насыщенный раствор щавелевой кислоты (щавелевая кислота — неядовитый порошок белого цвета, удобен при хранении и транспортировке).

Наполнитель применяется для закупоривания каналов пористых пород. Следует применять наполнитель с размером частиц, соот­ ветствующим размерам поглощающих каналов. Ими могут служить отходы кордного волокна, кожи, слюды, целлофана, а также сухие древесные опилки или стружка и т. д.

Перед проведением тампонажных работ надо выяснить интен­ сивность поглощения. Последнее определяется по методу, разрабо­ танному во ВНИИБТ, который основан на определении коэффи­

и динамическим уровнями жидкости в скважине в метрах водяного столба при расходе Q.

С увеличением коэффициента поглощения к возрастает интен­ сивность поглощения, а следовательно, и осложняется борьба с поглощением промывочной жидкости в скважине.

Диаметр скважины в зоне поглощения определяется с целью подсчета потребного количества тампонажной смеси. Это достигается путем анализа кавернограммы, получаемой при кавернометрии.

Для определения нижней и верхней границ зоны поглощения применяют скважинные расходомеры.

Применение расходомеров позволяет также определить интен­ сивность поглощения дифференцированно по всей мощности про­ ницаемого горизонта, что необходимо для правильного выбора ре­ цептуры тампонажной смеси.

Статический и динамический уровни жидкости в скважине удоб­ нее всего замерять электрическим уровнемером.

На время твердения синтетической смеси существенное влияние оказывает температура среды, в которой она находится. Поэтому рецептура смеси подбирается с учетом температуры в зоне