УДК 622.356

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ ПЛАСТА

Нусипбекова Г.

НАО «Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева»

Современные способы вскрытия пласта характеризуются двумя основными факторами: разрушением горной породы и удалением продуктов разрушения.

Наиболее распространенный способ бурения — вращательный с промывкой. В качестве промывочной жидкости используют различные растворы, причем наилучшей промывочной жидкостью считается та, которая не снижает проницаемости призабойной зоны или минимально искажает фильтрационные свойства пласта и требует недлительных и несложных работ по его освоению.

Вращательный способ бурения с удалением продуктов разрушения горных пород глинистым раствором характеризуется, как это было показано ранее, интенсивным изменением фильтрационных свойств пласта. Плотность раствора подбирают и регулируют таким образом, чтобы, с одной стороны, не происходил приток пластовых вод в скважину, а с другой — чтобы в пласте не появились трещины (или развились имеющиеся), что может привести к катастрофическому поглощению раствора и гидравлическому разрыву пласта. Принципиальное преимущество способов вскрытия, у которых продукты разрушения пород удаляют с помощью воды или воздуха, состоит в том, что процесс кольматации водонасыщенной породы практически отсутствует. Бурение с продувкой воздухом не получило пока широкого промышленного применения из-за технологических особенностей этого способа бурения (необходимость разделения водоносных пластов, трудности борьбы с водопротоками при бурении, образование сальников из породы на буровом снаряде, трудности вскрытия песчаных водонасыщенных пластов на глубину более 10 м и т. д.). В устойчивых трещиноватых породах вскрытие пласта рекомендуется проводить водой. Но и в этом случае происходит засорение трещин частицами бурового шлама, хотя для практических расчетов можно считать При наличии в разрезе пропластков глины или глинистых сланцев вода обогащается глинистым материалом, что также вредно сказывается на проницаемости пласта. Вращательное бурение с промывкой водой с успехом используется в рыхлых неустойчивых породах.  При вскрытии слабонапорных пластов для предотвращения интенсивного поглощения раствора величину его плотности регулируют таким образом, чтобы перепад давления раствора на пласт не превышал 0,015—0,02 МПа. В этих условиях следует избегать гидродинамических давлений, возникающих при проработке ствола, быстром спуске колонн и др. Способы вскрытия пластов с призабойной циркуляцией промывочной жидкости имеют то преимущество, что позволяют снизить противодавление на пласт (Сулакшин, 1973). Их применение в определенных гидрогеологических условиях будет перспективно.Пласт вскрывают не только глинистым или аэрированным раствором, но и специальными растворами, которые самопроизвольно распадаются через определенное время. Вращательный способ разрушения пород может использоваться в сочетании с ударным воздействием. Такую схему применяют в пневмоударниках и гидроударниках. В качестве агента по удалению продуктов разрушения горных пород с забоя могут быть вода, воздух и раствор. Если скважина вскрыла пласт с низкими фильтрационными свойствами, то для получения более высоких дебитов применяют схему расширения призабойной зоны. Рис.1

Рис.1 Схема расширения скважин

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

Для этой цели используют расширители механического типа. На рисунке 51 представлен такой расширитель конструкции Промбурвода. Расширители механического типа расширяют стенки скважины своими органами либо под воздействием перепада промывочной жидкости (конструкции Промбурвода), либо под действием осевой нагрузки с опорой расширителя на забой (конструкции Союзшахтоосушения). Первая схема имеет то преимущество, что позволяет проводить последовательное расширение нескольких пластов за один рейс. Известны и получили распространение расширители, основанные на гидромониторном воздействии струи воды. Для этого применяют насадки, опускаемые на трубах в зону пласта. Эффект гидродинамического воздействия затопленной струи на породу при этом резко снижается на расстоянии более (8—5) d_H, где d_H — диаметр насадки. При такой схеме, очевидно, нельзя ожидать глубокого вскрытия пласта. Оригинальна и проста схема расширения, основанная на применении эксцентричного долота Промбурвода. Эффект разрушения стенок скважины при вращении этого долота в скважине усиливается под действием реактивной силы струи воды, истекающей из отверстия в направлении, противоположном расширению. Расширение призабойной зоны позволяет не только удалить закольматированную породу, но и увеличить площадь фильтрации воды в скважину.[1,2,3]

Процесс расширения эффективен лишь при использовании в качестве промывочного агента воды. Необходимым условием является устойчивость стенок скважины, поэтому в рыхлых водовмещающих породах перепад столба промывочной жидкости на пласт должен быть не менее 1,5—3,0 м. После расширения призабойной зоны в рыхлых породах скважину оборудуют гравийно-обсыпным фильтром. Широко распространенный в довоенные годы способ ударного бурения не требует применения глинистого раствора. Однако и при этом способе уплотняются горные породы из-за работы ударных инструментов, что приводит к снижению проницаемости пласта. 

Литература

1 Мирзаджанзаде А.Х., Крылов В.И., Аветисов В.И. Теоретические вопросы провод скважин в поглощающих пластах. – М.: Изд. ВНИИОЭНГ, 1973. – 66 с.

2 Перельман А.И. Геохимия ландшафта. – М.: Высшая школа, 1966. – 388 с.

3 Башкатов Д.Н., Панков А.В. Коломиец А.М. Прогрессивная технология бурения гидрогеологических скважин. – М.: Недра, 1998. – 210 с.