Яким способом відбувається промивка при бурінні?

Зміст:

Процес буріння свердловин із застосуванням обертального способу повязаний з постійною циркуляцією потоку рідини. Використання спеціального розчину, за допомогою якого здійснюється промивка при бурінні свердловин, дозволяє видаляти продукти руйнування, тобто шлам. Застосовується засіб забезпечує промивку.

конструкція свердловини

Конструкція свердловини.

Причини застосування промивання

Бурової процес проводиться з обовязковою наявністю рідини для промивання. Промивання здійснюється при вільної циркуляції в свердловині. Наявність розчину в свердловині повинно бути повязано не тільки з видаленням шламу, а й із забезпеченням економічного, ефективного і безпечного виконання робіт в процесі буріння. Разом з тим вивчення складу різних бурових розчинів і оцінці їх властивостей відводиться достатня кількість часу в процесі проведення наукових досліджень на практиці.

Принципова схема процесу промивання свердловини

Принципова схема процесу промивання свердловини.

Розкривають водоносний пласт, створюючи свердловину бурильної установкою, з урахуванням 2-х основних моментів:

  1. Захоплення желонки або долота з подальшою поломкою бурильної установки.
  2. Зміна технологічних параметрів буріння, що визначаються прокачуванням свердловини і її дебітом.

Тут ви швидко особливості слід зупинитися докладніше. Бурити свердловини з використанням бурового розчину для промивання слід з урахуванням технологічних параметрів. Промивання часто може застосовуватися з метою вирішення наступних завдань, повязаних із забезпеченням:

  • виносу порід на поверхню землі;
  • стійкості стінок свердловин шляхом їх зміцнення в породах, які схильні до обвалення;
  • охолодження інструменту для буріння.

Для промивання порід при бурінні використовують не тільки технічну воду, а й такі види розчинів:

  1. Глинистий.
  2. Водогіпановий.
  3. Крейдяний.
  4. Аерувати.
Схеми промивання з виходом бурового розчину на поверхню

Схеми промивання з виходом бурового розчину на поверхню.

Застосування будь-якого з цих видів розчинів вимагає створення певних умов, тому для кожного випадку використовують один з перерахованих складів. Нормальні умови розкриття водоносних шарів вимагають ретельного визначення глибин, на яких вони залягають. З цією метою можна скористатися методами геофізики, способом розвідувальних бурінь або за допомогою інформації, одержуваної за рахунок попередніх робіт з промивки та буріння, що проводяться в певних районах.

Момент, який визначає, що водоносний горизонт є розкритим, пояснюється надходженням води в найбільшому обсязі, ніж її закачування. Середньо- і дрібнозернистий пісок може ускладнити водоносний горизонт, тому застосовують технічну воду. Якщо пісок крупнозернистий, то використовують такі види розчинів:

  1. Крейдований.
  2. Гіпановий.
  3. Аерувати.
Коротка схема буріння свердловин на воду з промиванням в мяких і середніх породах

Коротка схема буріння свердловин на воду з промиванням в мяких і середніх породах.

Коли гірська порода є нестійкою, то застосовують глинистий склад рідини промивки. Процес розкриття водоносних пластів повязаний з використанням тільки чистої води. У процесі розкриття обсадная труба опускається в отвір свердловини, після чого завершується цементація.

Разом з тим застосовувати глинистий розчин неприпустимо, якщо гірська порода не є схильною до процесів обвалення. Якщо його використовувати, то глина буде потрапляти у водоносні пласти, що призведе до закупорки пластів, тобто кольматации. Тому може знадобитися довгострокова прокачування створюваної свердловини (кілька діб, можливо, тижнів). Іноді досягнення розрахункового дебіту є ускладненим.

Як застосовуються промивні рідини?

Світова практика створення свердловин з використанням промивання повязана з ростом глибини в процесі буріння, що найчастіше спричиняє складності. Експлуатаційні умови стають все більш жорсткими, оскільки від них залежить рівень ефективності буріння продуктивної породи.

Класифікація бурових промивних рідин

Класифікація бурових промивних рідин.

Властивості і склад бурового розчину повинні бути придатними для усунення різних складнощів при бурінні, що буде згладжувати негативний вплив на якість продуктивної породи. Це є причиною порушення умов рівноваги породи, яка складає стіни свердловини.

Стіни будуть володіти найбільшою стійкістю, що залежить від початкового рівня міцності, яка може змінюватися через вплив часу. Тому промивка свердловини повинна залежати від вибору для промивання.

Основним завданням використання агента для промивання є процес створення ефективних умов буріння, заснованих на збереження надійності стін свердловин і їх можливого крену. Умови, повязані з порушенням міцності породи, визначаються наявністю гірського тиску. На частину свердловин, які є пристовбурними, впливає по вертикалі і по горизонталі внутрішній тиск з боку пласта.

Якщо присутній в основному бічний тиск, то причиною його є наявність вертикального, що виробляє напругу дотичне, тому породи витріщає, стовбур звужується, відбуваються обвали.

Особливості взаємодії промивання і гірських порід

Схема очищення свердловини від піску

Схема очищення свердловини від піску.

Рівень тиску рідини для промивання є нижчим, ніж рівень гірського тиску. Промивання свердловин буде повязана з порушенням стін свердловини, коли рівень надійності продуктивної породи є недостатнім. Використовувана рідина для буріння здатна послабити міцність породи, яка буде недостатньою.

Виділяють в основному чинники, що мають фізико-хімічну природу впливу промивки на структуру породи, що має 3 форми впливу:

  1. Адсорбционное.
  2. Активне.
  3. Осмотичний.

Промивання впливає на породи при взаємодії з фільтратом, в структурі якої відбувається різні зміни, а результатом є:

  1. Набухання.
  2. Капілярний розклинювання.
  3. Динамічне розклинювання.

Стінки свердловини вступають в контакт з промиванням, що здатне викликати процеси:

  • хімічного розчинення;
  • вилуговування;
  • гідромеханічного руйнування.
Зворотній промивка свердловин від піщаних пробок

Зворотній промивка свердловин від піщаних пробок.

Всі ці прояви посилюються під впливом механічної дії на стінки свердловини з боку бурильної колони. Буріння свердловин викликає ослаблення структури гірської породи, що складається з окремих частинок, що утворюють структуру з порушенням взаємозвязку між її складовими. Дані звязку можуть послаблюватися зі швидкістю, яка залежить від руйнівних змін природного характеру, виражених в наявності тріщин і пор в гірських породах. За рахунок них зменшується механічна міцність порід, що веде до просочуванню її рідиною.

Рух фільтрату, що утворює фільтраційну кірку, повязане з виникненням капілярного взаємодії, що підвищує стійкість породи. Освічена фільтраційна кірка складається з частинок твердої фази, що становлять промивну рідину. Міцність породи залежить від рівня вологості, що є одним з важливих факторів. Якщо породи повністю водонасищени, то їх міцність знижується в десятки разів.

Наявність пластової рідини може надавати хімічний вплив на породи, яке посилюється під час розтину пластів. В результаті спостерігаються процеси, що виражаються в дифузії і осмосу. Посилена мінералізація рідини для промивання свердловин в порівнянні з пластової не чинитиме вплив на цілісність гірської породи, оскільки це не повязано з оновленням середовища і збільшенням обєму рідини в тріщинах і порах гірської породи.

Частинки відділяються з певною швидкістю через руйнування стін свердловин. Промивання викликає обвалювання породи через гідромеханічного впливу на неї. Позитивна дія стовпа промивання на породи в результаті тиску буде визначатися фізико-хімічними властивостями.

Якщо повзучі породи є пластичними, що володіють зростаючим противодавлением промивання, то це надходження фільтрату в пласти відбувається важко. Тому часто стовбур свердловини має утруднене розвиток в його звуженні, а промивка взаємодіє з породою на фізико-хімічному рівні, що грає при бурінні головну роль.

Поглинання промивної рідини і особливості її застосування

Схеми промивання, використовувані при бурінні геотехнологических свердловин

Схеми промивання, використовувані при бурінні геотехнологических свердловин: а) назад-усмоктувальна промивка- б) із частковим аерацією стовпа промивної рідиною.

Оскільки процес промивки свердловин - це відповідальна операція, яка виконується при бурінні, то безперервна циркуляція розчину робить основний вплив на забезпечення стійкості проникною породі. Застосування розвідувального колонкового буріння повязане з наявністю водоносних пластів.

Під час буріння відбуваються поглинання промивання, що є негативним моментом, який перешкоджає нормальному процесу буріння. Причини такого явища можуть критися в наявності певного пластового тиску, великий вплив мають і типи використовуваних промивних розчинів. Цей негативний процес може бути повязаний і з нестійкою циркуляцією, водопроявлень.

Якщо відбувається процес поглинання промивного агента, то буріння свердловин стає більш дорогим, а часто і неможливим. При водопроявлень погіршується якість промивки під час її циркуляції. Це призводить до забруднення навколишньої місцевості, погіршення екологічної обстановки. В результаті нестійкої циркуляції виникають проблеми при бурінні, відбувається зниження рівня якості промивки.

Поглинання бувають:

  • часткові;
  • повні.

Це залежить від проникності зон, які можна класифікувати з урахуванням величини певних коефіцієнтів. Якщо породи проникних зон відрізняються пористістю, нестійкістю, то промивка дозволяє при бурінні ізолювати перераховані недоліки за рахунок частинок твердої фази. Відфільтрована кірка за обсягом дорівнює рідини для промивання. Видобуток корисних копалин ускладнює питання, повязане зі збереженням проникності підземного або гірського пласта, що визначається особливими технологіями промивки.

З якими функціями повязана промивка?

Специфікації установок промивання свердловини і видалення парафіну

Специфікації установок промивання свердловини і видалення парафіну.

Оскільки бурове справу постійно вдосконалюється, то промивка використовується вже не тільки для очищення забою від частинок порід, характеристика розчину містить розширений перелік основних функцій:

  1. Частинки вибурюють гірських порід піддаються виносу.
  2. Отримання турбобуром енергії, яка подається і в конструкцію гвинтового двигуна.
  3. Перекриття процесу, що визначається надходженням нафти в свердловини, а також газу або води.
  4. Після припинення циркуляції після закінчення буріння, частки повинні перебувати в підвішеному стані.
  5. Можливість мастила або охолодження елементів долота, які є труться.
  6. Скорочення процесу тертя стін свердловини з бурильними трубами.
  7. Можливість виключення обвалів разбуріваемих порід зі стін свердловини.
  8. Зниження проникності стінок свердловин за рахунок коркообразованія.

Серед основних вимог, які предявляються до розчинів для буріння, виділяють наступний перелік:

  1. Виконання покладених функцій.
  2. Відсутність шкідливого впливу, повязаного з корозією, абразивним зносом та ін. На бурильні інструменти і забійний двигун.
  3. Легке прокачування і очищення від газів і шламу.
  4. Безпека для людини і навколишнього середовища.
  5. Зручність у процесі приготування і промивання при бурінні.
  6. Доступність, прийнятна ціна, багаторазове використання.

Як робиться промивка свердловин після буріння?

Схема водопостачання з свердловини

Схема водопостачання з свердловини.

Коли обсадная труба є опущеною, то можна приступати до процесу разглинизации або промивання. Бурильниками приймається рішення, повязане з промиванням до обсадки свердловини. Це повязано з ризиком, так як в результаті порода обрушиться, а свердловина забється.

Кріплення напірного рукава мотопомпи має бути герметичним, а обсадна труба зверху закріплюється за допомогою перехідної головки. Її прикручують за рахунок 4-х саморізів. Це більш вдалий спосіб кріплення, ніж притримування вручну, оскільки труба здатна вилітати з свердловини під впливом водяного тиску. Щоб цього уникнути, слід трубу привязати до самої установки.

Випадкові порушення роботи фільтра і спецефекти можуть бути виключені при включенні мотопомпи, враховуючи мінімальний натиск. Для очищення від шламу приямку впорскують промивальну воду. Якщо цього не зробити, то відбувається затоплення свердловин. З метою промивки в свердловини подають чисту воду, яка надходить зі спеціальної ємності в трубу. Вода і сміття виходять при очищенні свердловин наверх через простір за трубою.

За спеціальною канаві вода повинна стікати в приямок. Продовжувати промивання слід, поки не відбудеться наповнення приямку водою. Кількість води визначається розміром глибини свердловини, воно може досягати 2-х кубів.

Які існують системи промивки?

Схема системи очищення води зі свердловини

Схема системи очищення води зі свердловини.

Рідина при бурінні піддається циркуляції по замкнутому гідравлічному контуру, видом якого і визначається використовувана система промивання. Промивання свердловини повинна визначатися процесом:

  • виходу на поверхневий рівень бурового розчину;
  • внутріскваженной циркуляції рідини.

Застосовують і комбіновану систему, коли використовується послідовна (періодична) промивка свердловини або поєднана (паралельна). Для реалізації даних варіантів використовують такі схеми:

  • пряма;
  • зворотна;
  • комбінована.

Бурової потік може мати відповідне схемою напрямок, яке здатне змінюватися під впливом обвязки насоса.

Після виходу рідини з отворів для промивання, які є звуженими, вона повинна за рахунок високої швидкості розмивати забій, щоб відбувалося подальше збільшення швидкості. Після використання рідини для промивання свердловину закріплюють. Це відбувається завдяки зміцненню частинок породи, яка є вже нестійкою.

Серед суттєвих недоліків прямого способу промивання виділяються:

  1. Можливість розмиву при наявності мяких порід через збільшення швидкості висхідних потоків.
  2. Верхній торець крену знаходиться під динамічним впливом струменя, а це здатне приводити до його зниженого відсотка.
  3. Буріння з найбільшим діаметром свердловин повязане з підвищенням обєму рідини для промивання.

Промивання свердловини прямим способом відбувається в результаті проходження рідини, яку нагнітають насосом, через бурильні труби. Далі буріння розвивається за алгоритмом:

  • проходження промивання для омивання забою між керном і колонкової трубою;
  • охолодження інструменту для руйнування породи промивної рідиною;
  • захоплення з забою частокпороди, яка зруйнована промивної рідиною;
  • підйом промивної рідини за рахунок кільцевого простору між трубами для буріння і стінами свердловини, яка повинна виявитися на поверхні.

Використання схеми зворотного промивання забезпечує інтенсивну очистку забою від породи, яку піддають руйнуванню.


» » » Яким способом відбувається промивка при бурінні?