Буріння свердловин Вибір і

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати


ЗМІСТ

ВСТУП

1.ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ про буріння свердловини

1.1. Основні технічні поняття, цільове призначення свердловин

1.2. Виробничі операції буріння

1.3. Основні технологічні поняття та показники буріння

2.ФІЗІКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГІРСЬКИХ ПОРІД ТА ЇХ ВПЛИВ НА ПРОЦЕС БУРІННЯ

2.1. Класифікація гірських порід за ступенем зв'язності

2.2. Бурима і класифікація гірських порід за буримости

3.ТАМПОНІРОВАНІЕ СВЕРДЛОВИН

3.1. Виробництво робіт по цементування свердловини за допомогою двох пробок

3.2. Розрахунок цементування свердловин способом двох пробок

3.3. Ліквідаційний тампонаж свердловини

ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

В даний час буріння свердловин, багатоцільове виробництво і сучасна промисловість пропонує великий вибір технічних засобів і технологій, в яких потрібно розбиратися, щоб прийняти правильне рішення. В умовах ринкової економіки і жорсткої конкуренції між надрокористувачами до фахівців геологам пред'являються відповідні вимоги, тому що від його кваліфікації та знань, часом на рівні інтуїції, може залежати успіх всього підприємства.

1.ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ про буріння свердловини

Бурова свердловина проходить крізь товщу гірських порід, для того, щоб дістатися до бажаного об'єкта - поклади рудного тіла, нафти, газу, водоносного горизонту і т.д. Таким чином, свердловина це штучна виїмка в гірському масиві порід. У той же час, є близькі за призначенням, але іншої форми виїмки - гірничі виробки (шахти, штольні, кар'єри), від яких свердловина істотно відрізняється найменшим об'ємом виїмки на глибину проходки. У цьому сенсі вона найбільш економічна й найшвидша по досягненню об'єкта розтину. У поперечному перерізі свердловина має форму кола, так як буріння здійснюється звичайно способом обертання, при цьому діаметр кола дуже малий у порівнянні з довжиною свердловини це перші сантиметри, рідше десятки сантиметрів при глибині буріння в сотні метрів і навіть кілька кілометрів.

Буріння, особливо глибоке - досить складне виробництво, що вимагає застосування спеціальних технічних засобів, які в комплексі іменують буровою установкою. У неї входять такі головні вузли: бурова вишка (або щогла), енергетичне обладнання або силовий привід - двигун, буровий верстат і буровий насос. У залежності від способу буріння і конструкції установки підрозділяються на обертальні, ударні, вібраційні, турбінні та ін За способом транспортування вони також поділяються на стаціонарні, пересувні, самохідні і переносні.

1.1.Основние технічні поняття, цільове призначення свердловин

Діаметр свердловини визначається діаметром породоруйнуючого інструменту і змінюється в межах від 16 до 1500 мм.

Довжина стовбура свердловини - це відстань від гирла до вибою свердловини, виміряний за її осьової лінії. Глибина свердловини це різниця між відмітками гирла і вибою за шкалою глибин (вісь z). Досягає 12500 м.

Елементи свердловини:

Устя свердловини - початок свердловини, тобто місце перетину її з земною поверхнею або з поверхнею гірського вироблення.

Забій свердловини - дно свердловини

Стінки свердловини - бокові поверхні свердловини.

Стовбур свердловини - простір у надрах, займане свердловиною.

За способом розробки вибою буріння поділяється на бескерновое і колонкове (рис. 1.1.).

Бескерновое буріння - буріння, при якому гірська порода руйнується на всій площі вибою. Колонкове буріння - буріння, при якому гірська порода руйнується по кільцевому забою з збереженням керна. Керн - колонка гірської породи, що утворюється в результаті кільцевого руйнування вибою свердловини.

Основні розміри свердловини - діаметри інтервалів буріння в мм; діаметри зовнішні і внутрішні колон обсадних труб в мм; глибина інтервалів свердловини від гирла до вибою в м; загальна глибина і довжина свердловини від гирла до вибою в м.

Просторове розташування свердловини визначається: 1) координатами гирла x, y, z, 2) напрямком свердловини; 3) кутом нахилу свердловини; 4) азимутом свердловини; 5) глибиною (рис. 1.2.).

За направленням буріння свердловини, формі стовбура та їх кількості свердловини діляться на наступні групи: 1 - вертикальні; 2 - похилі, 3 - горизонтальні; 4 - повстають; 5 - викривлені; 6 - багатоствольних

Буровою установкою називається комплекс, що складається з бурової вишки (або щогли), бурового і енергетичного обладнання, необхідних при бурінні свердловин. У залежності від способу буріння бурові установки підрозділяються на обертальні, ударні, вібраційні та ін У залежності від транспортних засобів поділяються на стаціонарні, пересувні, самохідні і переносні:

За цільовим призначенням свердловини діляться на три основні групи: геологорозвідувальні, експлуатаційні та технічні.

1 - Геологорозвідувальні свердловини:

  • Картіровочние

  • Пошукові

  • Розвідувальні

  • Гідрогеологічні

  • Інженерно-геологічні

  • Сейсмічні

  • Структурні

  • Опорні

  • Параметричні

2 - Експлуатаційні свердловини:

  • Водозабірні

  • Нафтові і газові

  • Свердловини підземної газифікації вугілля

  • Свердловини для видобутку розсолів

  • Геотехнологічні свердловини

3 - Технічні свердловини:

  • Вибухові свердловини

  • Стовбури шурфів і шахт

  • Інші

1.2.Проізводственние операції буріння

Буріння як виробничий процес складається з ряду послідовних операцій,

  1. Транспортування бурової установки на точку буріння;

  2. монтаж бурової установки;

  3. Власне буріння (проходка стовбура свердловини), яке включає в себе:

а) чисте буріння, тобто безпосереднє руйнування гірської породи породоразрушающим інструментом на вибої свердловини;

б) очищення вибою від зруйнованої породи і транспортування її від вибою до гирла свердловини. При бурінні з промиванням або продуванням, а також при бурінні шнеками ця операція поєднується з основною - чистим бурінням;

в) спуско-підйомні операції здійснюються для заміни зносився породоруйнуючого інструменту і для підйому керна (зразків порід).

4. Кріплення стінок свердловини в нестійких породах, тобто здатних до обвалення (тріщинуваті, слабкозв'язаного, пухкі, сипучі і пливуни), що може здійснюватися двома способами:

а) кріплення спуском у свердловину обсадних колон труб, що вимагає зупинки буріння;

б) кріплення промивальним рідинами, що закріплюють стінки свердловини, вироблене одночасно з бурінням

5. Випробування і дослідження в свердловині (вимірювання викривлення, каротаж і ін

6. Тампонування свердловин з метою роз'єднання та ізоляції водоносних пластів з різним хімічним складом вод або з метою ізоляції водоносного шару від нафтогазоносної.

7. Установки фільтру і водопод'емніка в гідрогеологічної свердловині і виробництво гідрогеологічних досліджень (заміри рівня води у свердловині, відбори проб води, визначення дебіту свердловини за допомогою пробних відкачок).

8. Попередження та ліквідація аварій в свердловині.

9. Витяг обсадних труб і ліквідація свердловини після виконання завдання (ліквідаційний тампонаж).

10. Демонтаж бурової установки і переміщення на нову точку буріння

Перераховані робочі операції буріння є послідовними, тобто можуть виконуватися послідовно однієї і тієї ж бригадою.

При необхідності буріння кількох свердловин і за наявності резервних бурових установок з метою прискорення розвідувальних · робіт деякі робочі операції можуть бути паралельними, тобто виконуватися двома або кількома спеціалізованими бригадами. Так, наприклад, бурова бригада виконує власне буріння і кріплення свердловини; монтажні бригади займаються тільки транспортуванням, монтажем, демонтажем бурових установок, ліквідаційного тампонажу свердловин; Каротажна бригада займається тільки каротажем і т. п.

1.3. Основні технологічні поняття та показники буріння

Показниками буріння називаються параметри, що характеризують кількість і якість результатів проходки свердловин. Найголовнішими з них є: швидкість, вартість 1 м пробуреної свердловини, відсоток виходу керна, напрямок стовбура свердловини і ін

Режимом буріння називається поєднання параметрів, які можуть змінюватися бурильником.

Так, наприклад, при обертальному бурінні основними параметрами режиму буріння є: 1) осьова навантаження на породоразрушающий інструмент, 2) частота обертання бурового снаряда;

3) якість очисного агента (води, бурового розчину або стисненого повітря); 4) об'ємна витрата, тобто обсяг в одиницю часу очисного агента.

Розрізняють такі різновиди режимів буріння: оптимальний і спеціальний.

Оптимальним режимом буріння називається поєднання параметрів режиму буріння, що забезпечують максимальну швидкість буріння в даних геолого-технічних умовах при даному типорозмірі породоруйнуючого інструменту і при забезпеченні необхідних якісних показників: належного напрямку стовбура свердловини і високого виходу керна.

Спеціальним режимом буріння називається поєднання спеціальних технологічних завдань. Наприклад, взяття керна корисної копалини за допомогою спеціальних технічних засобів, випрямлення стовбура свердловини, штучне викривлення свердловини в заданому напрямку та ін У цьому випадку величина швидкості буріння має підпорядковане значення.

Рейсом буріння називається комплекс робіт, витрачених на виконання наступних робочих операцій: 1) спуск бурового снаряда в свердловину, 2) чисте буріння, тобто поглиблення свердловини (основна операція), 3) підйом бурового снаряда з свердловини.

2.ФІЗІКО-механічні властивості гірських порід

І ЇХ ВПЛИВ НА ПРОЦЕС БУРІННЯ

Гірські породи класифікуються за різними ознаками. За походженням вони поділяються на: магматичні або вивержені; (глибинні і ізлівшіеся); осадові (механічні або уламкові, хемогенние, органогенні); метаморфічні, що утворилися з магматичних і осадових порід на великих глибинах під дією високих тисків і температур .. Для буріння важливі фізико-механічні властивості гірських порід, які визначають опірність породи руйнуванню, а, отже, продуктивність і витрати. Фізичні властивості гірських порід характеризують їх фізичний стан. З усього розмаїття фізичних властивостей порід прямо або побічно впливають на процес буріння наступні: мінеральний склад, ступінь зв'язності, пористість, щільність, питома вага, структура, текстура, зернистість.

Механічні властивості гірських порід є зовнішнім проявом фізичних і виражаються в здатності чинити опір деформуванню і руйнуванню. До них відносяться: міцність, фортеця, динамічна міцність, твердість, пружність, крихкість, пластичність, абразивність і ін У цілому, вивержені породи найбільш міцні, за ними слідують метаморфічні, потім осадові, хоча і тут не без винятків. На міцність порід робить істотний вплив ступінь їх вивітрювання. Є граніт, а є вивітрений граніт, міцність другого набагато нижче.

Вивчення фізико-механічних властивостей гірських порід необхідно 1) для вибору способу буріння і найбільш продуктивних типів породоруйнуючих інструментів; 2) для розробки раціональної технології буріння і кріплення стінок свердловини; 3) для розширення геологічної вивченості району робіт. Особливу увагу приділяють дослідженню фізико-механічних властивостей керна з опорних свердловин, оскільки результати цього вивчення використовуються при складанні проектів буріння нових свердловин ..

2.1.Классіфікація гірських порід за ступенем зв'язності

За ступенем зв'язності гірські породи поділяються на чотири основні групи: скельні, зв'язкові, пухкі (сипучі) і пливучіе. Скельні породи характеризуються різною, зазвичай високою твердістю, зумовленої наявністю між мінеральними зернами молекулярних сил зчеплення, які після руйнування породи не відновлюються. Скельні породи за змістом кварцу поділяються на кварцсодержащих і бескварцевие. Перші характеризуються більшою твердістю і абразивністю. Зв'язкові породи відрізняються від скельних меншою міцністю. Зазвичай це деякі типи осадових порід, в яких уламковий матеріал пов'язаний цементуючою масою іншого складу або структури. До них, наприклад, відносяться різні пісковики. Пухкі породи (сипучі) являють собою механічну суміш частинок мінералів чи порід, не пов'язаних між собою. Пливучіе породи мають здатність до течії, це звичайно розріджені водою піски (пливуни), але до течії здатні породи і в твердому стані, наприклад лід.

2.2.Бурімость і класифікація гірських порід за буримости

Буримости називається опір гірничої породи проникненню в неї породоруйнуючого інструменту. Буримости є комплексною функцією, що залежить, по-перше, від механічних і абразивних властивостей гірських порід, по-друге, від застосовуваної техніки і технології буріння, а саме: способу, типу та площі руйнації. Буримости є одним з основних факторів, що визначають продуктивність праці в процесі буріння свердловин.

Для обертального колонкового буріння всі гірські породи розділені на дванадцять категорій по зростаючій труднощі буріння. Критерієм віднесення до тієї чи іншої категорії є механічна швидкість буріння при стандартних умовах. Визначити точно тільки візуально категорію породи за величиною механічної швидкості буріння у виробничих умовах не завжди представляється можливим. Тим не менш, це звичайно і практикується при документації керна. При такому візуальному і суб'єктивному способі не виключаються неточності у віднесенні породи до тієї чи іншої категорії, і тут важливим є досвід геолога. Буримости залежить від способу буріння. Тому для різних способів буріння розроблені свої класифікації гірських порід за буримости, в яких гірські породи згруповані в категорії в залежності від показника буримості. Нижче наводитися класифікація порід за їх буримости при колонковому способі. За критерій віднесення породи до відповідної категорії прийнята поглиблення свердловини за 1 годину чистого часу буріння. Швидкість проходки порід I категорії становить 20-30 м / год; XII категорії - 5-10 см / год.

Таблиця 2.1

Класифікація гірських порід за буримости для обертального механічного буріння свердловин

Кате-рія

породи

Гірські породи, типові для кожної категорії

I

Торф і рослинний шар без коріння; пухкі: лес, пес ки (не пливуни), супіски без гальки та щебеню; мул вологий і мулкуваті грунти; суглинки лесовидні; трепел: крейда слабкий

II

Торф і рослинний шар з корінням або з невеликою домішкою дрібної (до 3 см) гальки та щебеню; супіски та суглинки з домішкою до 20% дрібної (до 3 см) гальки або щебеню; піски щільні; суглинок щільний; лес; мергель пухкий; пливун без напору; лід; глини середньої щільності (стрічкові до пластичні); крейда; діатоміт; сажі; кам'яна сіль (галіт); без остачі каолінізірованние продукти вивітрювання вивержених і метаморфізованних лорода; залізна руда охриста

III

Суглинки і супіски з домішкою понад 20% дрібної (до 3 см) гальки або щебеню; лес щільний; дресву; пливун напірний; глини з частими прошарками (до 5 см) слабосцементірованних пісковиків і мергелів, щільні, мергелістих, загіпсованих, піскуваті; алевроліти глинисті слабосцементірованние; пісковики, слабосцементірованние глинистим і ізвестковістих цементом; мергель; вапняк-черепашник; крейда щільний; магнезит; гіпс тонкокристаллическая, вивітрений; кам'яне вугілля слабкий; буре вугілля; сланці тальку, зруйновані всіх різновидів; марганцева руда; залізна руда окислена, пухка; боксити глинисті

IV

Галечник, що складається з дрібних галек осадових порід; мерзлі водоносні піски, мул, торф; алевроліти щільні глинисті; пісковики глинисті; мергель щільний, не-1г т от1'ич вапняки і доломіт; магнезит щільний; пористі вапняки, туфи; опоки глинисті; гіпс кристалічний; ангідрит; калійні солі; кам'яне вугілля; буре вугілля міцний; каолін (первинний); сланці глинисті, піщано-глинисті, горючі, вуглисті, алевролітовие; серпентинітів (змійовики) сильно вивітрених ті та оталькованние; нещільні апатиту хлоритові і ам-фібол- слюдистого складу; апатит кристалічний; силь але вивітрені дуніти, перідотіти; кимберліти, порушені вивітрюванням; мартитові і їм подібні руди, силь але виветренниеие; залізна руда м'яка в'язка; боксити

V

Галечно-щебенисті грунти; галечник мерзлий, пов'язаний глинистим або піщано-глинистим матеріалом з крижаними прошарками; мерзлі; пісок крупнозернистий і жорстви, мул щільний,, глини піскуваті, пісковики на ізвестковістих і залозистому цементі; алевроліти; аргіліт, глини аргиллітоподібної, дуже щільні, щільні сильно пес чаністие; конгломерат осадових порід на піщано-глини стом або іншому пористому цементі; вапняки; мармур; доломіт мергелістих; ангідрит вельми щільний; опоки пористі вивітрені; кам'яне вугілля твердий; антрацит, фосфорити желваковие; сланці глпністо-слюдяні, слюди ні, Талькова-хлоритові, хлоритові, хлорити-глинисті, серіцітовие; серпентинітів (змійовики); вивітрені ал'бі тофіри, кератофіри; тури серпентінізірованние вулканічні; дуніти, порушені вивітрюванням; кимберліти брекчіеведние; мартитові і юл подібні руди, нещільні

VI

Ангідриту щільні, забруднені туфогенно матеріалом; глини щільні мерзлі: глини щільні з прошарками Доло Міта і сидеритов; конгломерат осадових порід на сповiщува стковістом цементі; пісковики полешпатові, кварцево-ізвестковістих; алевроліти з включеннями кварцу; відома някі щільні доломітізірованний, скарнірованние; Доло міти щільні ; опоки; сланці глинисті, кварцево-серицит товие, кварцево-слюдяні, кварцево-хлоритові, кварцево-хлорити-серіцітовие, покрівельні; хлорітізірованние і рассланцованние альбітофіри, кератофіри, порфірити; габро; аргіліти слабо окремнелие; дуніти, не затр нутие вивітрюванням; перідотіти , порушені виветріва ням; амфіболіти; пірокоеніти крупнокристаллической; Талькова-карбонатні породи; апатити, апатиту епідот-кальцитові; колчедан сипкий; бурі залізняки ніздрюваті; гематито-мартитові руди; сідеріта

VII

Аргіліти окремненние; галечник вивержених і метаморфі чеських порід (речник); щебінь дрібний без валунів; конг ломерати про галькою (до 50%) вивержених порід на песча но-глініотом цементі; конгломерати осадових порід на кременистої цементі; пісковики кварцові; доломіт дуже щільні; окварцованние полешпатові пісковики, відомого някі; опоки міцні щільні; фосфорітових плита; сланці слабо окремненние; амфібол-магнетитові, куммінгтонітовие, роговообманкові, хлору те-роговообманкові; слабо рассланцованние альбітофіри, кератофіри, діабазові туфи; затр нутие вивітрюванням: порфіри, порфірити; крупно- і середньозернисті, порушені вивітрюванням граніти, сієніти, діорити, габро і інші вивержені породи; піроксенів ти, піроксеніти рудні; кимберліти базальтовідние; СКАР ни кальцітосодержащіе авгіт-гранатові; кварци пористі (тріщинуваті, ніздрюваті, охристі); бурі залізняки ніздрюваті пористі; хроміти; сульфідні руди; мартитом-сідерітовне і гематитові руди; амфібол-магнетитові руда

VIII

Аргіліти крем'янисті; конгломерати вивержених порід на ізвестковістих цементі; доломіт окварцованние; окремненние вапняки і доломіт; фосфорити щільні пластові; сланці окремненние: кварцево-хлоритові, кварцево-оеріцітовие, кварцево-хлорити-епідотовие, слюдяні; гнейси; середньозернисті альбітофіри і кератофіри; базальти вивітрені ; діабази; андезити} діорити, не порушені вивітрюванням; лабрадорити; перідотіти; дрібнозернисті, порушені вивітрюванням граніти, сієніти, габро; порушені вивітрюванням граніто-гнейои, пегматити, кварцево-турмаліновим породи; апатиту крупно-і середньозернисті кристалічні авгіт-гранатові, авгіт- епідотовие; епідозіти; кварцево-карбонаткие і кварцево-баритові породи; бурі залізняки пористі; гідро-гематитові руди щільні; кварцити гематитові, магнетитові; колчедан щільний; боксити діаспоровие

IX

Базальти, не порушені вивітрюванням; конгломерати із докинути порід на кременистої цементі; вапняки карстові; крем'янисті пісковики, вапняки; доломіт крем вальних; фосфорити пла c товие окремненние; сланці кремені стие; кварцити магнетитові і гематитові тонкополо c чатие, щільні мартитом-магнетитові; рогівки амфібол-маг нетітовие і серіцітізірованние; альбітофіри і кератофіри; трахити; порфіри окварцованние; діабази тонкокрісталліче ські; туфи окремненние; ороговікованние; порушені ви вання ліпарити, мікрограніти; крупно-і c реднезерністие граніти, граніто-Гней c и, гранодіорити; сієніти; габро -норіто; пегматити; березіти; апатиту мелкокрістал вої авгіт-епідот-гранатові; датоліто-гранат-ге денбергітовие; апатиту грубозернисті, гранатові; оквар цоваяние амфібол, колчедан; кварцево-турмаліновим поро ди, не порушені вивітрюванням; бурі залізняки щільні; кварци зі значною кількістю колчедану; барити щільні

X

Валунно-галькові відкладення вивержених і метаморфізованими ських породах; пісковики кварцові зливні; джеспіліти; за зворушені вивітрюванням, фосфатно-кременисті породи; квар ціти неравномернозерніотие; рогівки з вкрапленим сульфідів; кварцові альбітофіри і кератофіри; ліпарити; дрібнозернисті граніти, граніто-гнейои і гранодіорити; мікрограніти; пегматити щільні, сильно кварцові; СКАР ни дрібнозернисті гранатові, датоліто-гранатові; магне Титовим і мартитові руда, щільні, з прошарками рогів ков; бурі залізняки окремненние; кварц жильний; порфірити сильно окварцованние і ороговікованние

XI

Альбітофіри тонкозернисті, ороговікованние; джеспіліти, не порушені вивітрюванням; сланці яшмовідние крем'янисті; кварцити; рогівки залізисті, дуже тверді; кварц пліт ний; корундові породи; джеспіліти гематито-мартитові і гематито-магнетитові

XII

Зовсім не порушені вивітрюванням моноліту-зливні джеспіліти, кремінь, яшми, Роговик, кварцити, егіріновие й корундові породи

Як видно з таблиці, для віднесення породи до тієї чи іншої категорії за буримости до її назви додатково даються кілька визначень, уточнюючих властивості і стан порід.

3. Тампонування свердловини

Тампонуванням свердловини називається комплекс робіт по ізоляції окремих її інтервалів. Тампонування здійснюється з метою запобігання обвалів свердловини і розмивання порід в просторі за обсадними трубами, поділу водоносних чи інших горизонтів для їх дослідження, перекриття тріщин, порожнеч, каверн, для ліквідації водопроявів, поглинання промивної рідини при бурінні.

Рис. 3.1. Загальна схема тампонажу:

1 - колона обсадних труб; 2 - тампонажний матеріал; 3, 4, 5 - ізолюючий, водонепроникний і водоносний пласти відповідно.

При бурінні на рідкі та газоподібні корисні копалин мі, а також на мінеральні солі необхідно ізолювати пласт корисної копалини від верхніх пластів. Ізоля ція окремих горизонтів в свердловині необхідна для запобігання проникненню грунтових та пластових вод у пласт корисної копалини. При підході до продуктивної пласту проходка свердловини припиняється у водонепроникному вишерас покладеному шарі. Потім у свердловину спускають колону про саднить труб, а кільцевий простір між низом колони і стінами свердловини заповнюють водонепроникним матеріа лом. Тампонування затрубного простору обсадна колона охороняється від стиснення тиском і корродирует впливу мінералізованих підземних вод.

Застосовують постійне і тимчасове тампонування. Посто янное тампонування проводять на тривалий час. При постійному тампонування приствольному простір ізолюється від стовбура свердловини. Тимчасове тампонування призначе значущих для ізоляції окремих горизонтів і проводиться на строк випробування свердловини.

Тампонування виробляють для роз'єднання і ізоляції водоносних пластів з різним хімічним складом. Наприклад, для ізоляції гірко-солоної води від питної, ізоляції водоносних пластів від нафтогазоносних, для виробництва дослідних нагнітань води в пористий пласт, для захисту обсадних труб від корозії мінеральними водами, для усунення циркуляції підземних вод по стовбуру свердловини при добуванні обсадних труб і ліквідації свердловини .

В якості тампонажних матеріалів використовують глину, цементу, гліноцементние суміші з наповнювачами, Швидко тужавіючі суміші (БСС), бітуми і смоли.

Тампонування глиною застосовують при бурінні неглибоких розвідувальних або гідрогеологічних свердловин. Якщо в місці планованого тампонування залягає пласт глини потужністю 2-3 м, то тампонування здійснюють задавливания баш маку обсадної колони в глину, попередньо пробуривши цей лласт на 0,5-0,6 м.

При відсутності на вибої глини або при недостатній потужності ності її пласта нижню частину свердловини заповнюють в'язкою глиною, в черевик обсадної колони вставляють конусну проб ку, якої видавлюють глину в затрубний простір. Після закінчення тампонування пробки разбурівается.

Тампонування за допомогою цементу називається цементує ристанням свердловин. Цементування використовують при бурінні свердловини на воду, нафту, газ і у випадках, коли необхідно отримати міцний і щільний тампон на вельми тривалість ное час.

Для цементування свердловин використовують тампонажний цементу на основі портландцементу.

Після змішування з водою тампонажний цемент повинен так вать рухливий розчин, що перекачуються насосами, який з плином часу загусає і потім перетворюється на водо непроникний цементний камінь. Цементний розчин треба виготовляти якомога швидше, щоб попередити його схва лення під час нагнітання в свердловину. Готують цементний розчин у цементомешалках або в спеціальних цементувальних агрегатах, змонтованих на автомобілі.

Найбільш широко застосовуваний спосіб цементування при розвідувальному бурінні - занурення башмака обсадної колони в цементний розчин, залитий на забій свердловини. Забойное цементування проводять для ізоляції нижньої привибійної частини колони обсадних труб. Цементний розчин заливають у свердловину через заливальні труби на висоту 2-3 м.

Після вилучення з свердловини заливальних труб на забій спускають колону обсадних труб. Після затвердіння цементно го розчину разбурівается пробку в обсадних трубах та для тривалого жають проходку свердловини.

Тимчасове тампонування свердловин проводиться на непро основою для тривалого період проведення роздільного дослідження під доносних (нафто-та газоносних) горизонтів.

Для роз'єднання окремих ділянок свердловини, піддає мих досліджень (відкачування, нагнітання), використовують спеці альні тампони, звані пакер. За принципом дії розрізняють Пакера простого і подвійної дії. Пакера про стого дії розділяють свердловину на два ізольованих один від одного ділянки, а подвійної дії - на три.

Принцип дії пакера заснований на тому, що при розширеннi нии гумової манжети або подушки надійно ущільнюється зазор між стінками свердловини та колоною труб, на якій опускається тампон. Гумова манжета (подушка) в свердловині може ущільнюватися механічно, за допомогою води або стисненого повітря.

Гідравлічний пакер (рис. 8.2.) З двома гумовими камі рами 3 (подвійної дії) спускають в свердловину на колоні труб 1. Вода, що подається під тиском через трубки 2 у ка заходи 3, притискає їх до стінок свердловини. Таким чином свердловина поділяється на три ділянки. Через фільтрову трубу 4 після установки пакера виробляють дослідні відкачування або наливи.

Тампонування без обсадних труб. Для боротьби з поглинутої зразка ння, промивної рідини без зменшення діаметра свердловини застосовують БСС різного складу. Дозування суміші, яка містить портландцемент, глинистий розчин, рідке стек ло, каустичну соду і воду, залежить від якості цементу і глини. Зміною кількості рідкого скла і каустичної соди регулюють властивості суміші і терміни її схоплювання. Через 20-35 хв після приготування БСС втрачає рухливість, а через 1-1,5 год закінчується її схоплювання. Використовують також тампонажні суміші на основі синтетичних смол шляхом змішування їх з наповнювачем і подальшим введенням в суміш затверджувача.

Тампонажні суміші повинні бути доставлені до місця по поглинання промивної рідини до втрати рухливості. Суміш, доставляють одним з таких способів: 1) заливкою через гирло неглибокої свердловини; 2) закачуванням через бурильну колону, 3) у колонковому наборі, закритому знизу глиняною пробкою, з наступним видавлюванням промивної рідиною; 4) з використанням спеціальних тампонажних вуст влаштування.

Доставлену в зону поглинання тампонажних суміш після витримки протягом часу, необхідного для її тверднучи ня, разбурівается.

3.1.Проізводство робіт з цементування свердловини за допомогою двох пробок

Якщо необхідна більша висота підйому цементу в засурмив ном просторі (на будь-яку відстань від вибою, аж до гирла свердловини), застосовується цементування під тиском з розділяють пробками. При цьому використовують дві розділяють пробки і цементувальних голівку. Розділяють пробки забезпечені ущільнювальними гумовими манжетами. Верх няя пробка суцільна, а в нижній виконаний осьовий канал, перекриття скляним диском або гумовою перетинкою.

Промивання затрубного простору. Через відвід 1 (рис. 8.1, а) цементувальних головки нагнітають промивну рідину для промивання свердловини. При цьому колона обсадних труб підвішена в гирлі свердловини за допомогою лафетного хомута і не стосується забою.

Введення в обсадні труби нижньої пробки. Для цього цементувальних голівку відгвинчують від колони і в гирлі обсадної колони вводять нижню пробку. Після цього нагвинчують цементувальних голівку із закріпленою в ній верхній пробкою

Нагнітання цементного розчину в колону обсадних труб. Звільнення верхньої пробки і її продавлювання вздовж колони. Вигвинчують висувні стопори 6 цементувальних головки, звільняючи цим верхню пробку і через відвід нагнітають промивну рідину (глинистий розчин або воду) для продавлювання пробок. Тоді система, що складається з двох пробок і цементного розчину між ними, буде переміщатися вниз.

Продавлювання цементного розчину в затрубний простір. Коли нижня пробка упреться в завзяте (стопорне) кільце, закріплене між трубами і черевиком, тоді зрослим тиском насоса роздавлюється скляна пластинка, що перекриває отвір у нижній пробці, і цементний розчин через цей отвір продавлюється в кільцевий затрубний простір (рис. 8.1, в). Закінчення нагнітання цементного розчину в затрубний простір відповідає моменту сходження пробок (мал. 8.1, г), що визначається за різкого підвищення тиску на манометрі.

Зняття колони обсадних труб з лафетного хомута і спуск колони до забою.

Для цього колону з допомогою елеватора, гака, талевої системи та лебідки бурового верстата піднімають, виймають з корпусу лафетного хомута і спускають колону до забою.

Витримка колони обсадних труб під тиском (при закритих відводах 1 і 2) протягом 12-24 год до кінця схоплювання і твердіння цементу.

Зняття цементувальних головки, розбурювання пробок і наполегливої ​​кільця, очищення вибою.

Перевірка результату тампонування. Для цього знижують відкачуванням рівень рідини в свердловині нижче (не менш ніж на 10 м) статичного рівня тампоніруемого водоносного горизонту. Якщо протягом доби рівень води в свердловині не піднявся (не враховуючи підняття рівня до 1м за рахунок стогони крапель по стінках труб), то вважають, що тампонування водоносного пласта вироблено і про це складається акт.

Рис. 3.3. Схема тампонажу свердловини цементом за способом «з двома пробками»:

а - початок закачування цементу; б - кінець закачування цементу; в - початок підйому цементу в затрубний простір; г - кінець цементації

1 - запірний кран; 2 - манометр; 3 - головка для цементації; 4 - верхня частина пробки; 5 - гумові манжети; 6 - нижня частина пробки; 7 - обсадна труба; 8 - верхня пробка; 9 - нижня пробка

3.2.Ліквідаціонний тампонаж свердловини

Пробуривши свердловину, виробляють контрольний замір її глибини, вимірювання зенітних кутів і азимутів через встановлені інтервали (зазвичай 20 м) та геофізичні дослідження (каротаж). Потім приступають до вилучення обсадних колон і ліквідаційним тампонування свердловини.

Мета ліквідаційного тампонування полягає в тому, щоб ізолювати всі водоносні шари і пласти корисної копалини, що підлягає розробці, від надходження в них води по свердловині і тріщинах з ізольованої водоносного пласта і усунути можливість циркуляції підземних вод по стовбуру свердловини при добуванні обсадних труб і її ліквідації.

Для ліквідаційного тампонування свердловини, пройденої в скельних і напівскельних породах, застосовують цемент, в породах глинистих - пластичну жирну глину. Свердловина, пробурена з застосуванням глинистого розчину і тампоніруемая цементом, перед тампонуванням промивається водою для разглинизации. Цементний розчин нагнітають насосом через бурильні труби, опущені до забою. У міру заповнення свердловини цементним розчином бурильні труби піднімають. Після підйому насос і бурильні труби повинні бути промиті водою для очищення від залишків цементного розчину.

При тампонування глиною її замочують, готують густе глиняне тісто, потім за допомогою глінопресса або вручну готують циліндри з глини. Глиняні циліндри опускають на забій свердловини у довгій колонкової трубі і, піднявши колонкову трубу на 1,0-1,5 м над забоєм, випрессовиваются за допомогою насоса тиском води зазвичай при 1,0-1,5 МПа. Для надійності кожну порцію тампонажний глини трамбують металевої трамбуванням.

Для ліквідаційного тампонування глибоких свердловин добре зарекомендували себе:

1. Глинисто-цементний розчин, що виготовляється на базі глинистого розчину підвищеної в'язкості (Т = 50-80 с, θ = 500 - 1500 Н / см 2).

На 1 м 3 глинистого розчину додають 120-130 кг тампонажного цементу і 12 кг рідкого скла.

2. Для тампонування закінчених свердловин застосовують отверждаемие глинистий розчин (ВГР) наступного складу: стандартний глинистий розчин - 64%; формалін - 11%; ТС-10 -25%. ТС-10 являє собою темно-коричневу рідину, виготовлену із суміші (у відповідних пропорціях) сланцевих фенолів, етиленгліколю і розчину їдкого натру.

У ряді розвідувальних районів до тампонажним розчинів додають пісок.

За наявності повного поглинання промивної рідини на інтервалі свердловини вище зони поглинання встановлюють дерев'яні пробки. У гирлі ліквідованої свердловини залишають обсадних труб із цементною пробкою. На трубі відзначають номер і глибину свердловини.

При виконанні робіт з ліквідаційним тампонування слід керуватися затвердженими інструкціями чи правилами виконання цього виду робіт, що діють у цьому регіоні. Про виконання ліквідаційного тампонування складається акт за формою, передбаченою інструкцією або правилами.

ЛІТЕРАТУРА

1. Воздвиженський Б.І. Розвідувальне буріння / Б.І. Воздвиженський, О.Н. Голубінцев, А.А. Новожилов. - М.: Надра, 1979. - 510 с.

2. Рад Г.А. Основи буріння та гірничої справи / Г.А. Рад, Н.І. Жабін. - М.: Надра, 1991. - 368 с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Геологія, гідрологія та геодезія | Курсова
85.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Буріння свердловин
Турбобур у буріння свердловин
Буріння нафтових свердловин
Буріння свердловин на морі
Оптимізація процесів буріння свердловин
Буріння нафтових і газових свердловин Опис змісту
Заканчіванія свердловин на прикладі ТОВ Лукойл-Буріння
Статистичний аналіз видобутку вугілля Буріння свердловин
Направлене буріння
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru