Cтраница 4
Этот тип раствора впервые появился в 1953 г. ( США) и применяется, в основном, при разбуривании высококолловдных глин, с целью крепления стенок скважины и реже большой толщи сульфатных пород при температурах до 160 С. Основными компонентами гипсового раствора, кроме глины и воды, являются гипс ( CaSO4 - 2H2O) или алебастр ( CaSO4 - 0.5 H2O), щелочь, феррохромлигносульфонат и защитые реагенты. Фактическая добавка гипса составляет 1.5 - 2.5 %, нерастворимый остаток которого постоянно присутствует в растворе, расходуется по мере удаления ионов кальция, за счет чего осуществляется саморегулирование системы. Действие гипса связано с переводом высококоллоидной глины в кальциевую форму ( суббентонит), который плохо гидратируется и диспергируется, при этом на 1 тонну бентонита адсорбируется 18 кг гипса. Гипс в качестве строительного материала известен давно, поэтому он используется для крепления высококоллоидных глин. Если в разрезе скважины имеются пропластки или толща сульфатных пород ( гипс, ангидрит), то пресные растворы интенсивно загустевают, а по мере увеличения иона Са2 в фильтрате становятся агрегативно неустойчивыми из-за оседания коагулированных частиц, с возрастанием фильтрации и снижением вязкости и СНС. [46]
При выборе типа цементировочных агрегатов и их числа исходят из количества цемента и воды для приготовления требуемого объема цементного раствора, максимального давления в процессе крепления стенок скважины и продолжительности цементирования. Необходимо отметить, что при цементировании эксплуатационных и промежуточных колонн, спускаемых на большую глубину, предусматривается запасной цементировочный агрегат на случай выхода из строя одного из них. [47]
Японская фирма Мицубиси выпускает буровые установки ВТ-2, которые способны обеспечить бурение скважины большого диаметра в песках, суглинках и гравийно-галечниковых отложениях ударным способом и с креплением стенок скважин обсадными трубами. [48]
Это отрицательно сказывается не только на организации борьбы с другими осложнениями - поглощениями, разгазиро-ванием раствора, но и существенно снижает качество вскрытия продуктивных пластов, затрудняет крепление стенок скважины, снижает механическую скорость и проходку на долото, увеличивает расход материалов, химических реагентов, удорожает приготовление раствора и регулирование его параметров. Создание высококачественного отечественного противовыбросового оборудования обязывает буровиков снизить излишнее противодавление на пласт и вести бурение при равновесном давлении, если нет возможности снижать давление в скважине еще больше. Отрицательное дифференциальное давление, которое наблюдается при бурении с продувкой газообразными агентами и аэрированными жидкостями, а иногда при соответствующем направлении струй вдоль неровной поверхности забоя, эжекти-ровании и при промывке другими жидкостями, способствует отрыву частиц породы от забоя и повышает скорость бурения. На рис. 55, построенном по данным бурения в США [133], видно, насколько существенно может измениться механическая скорость бурения при незначительном снижении плотности промывочной жидкости в области равновесного бурения. [49]
В качестве промывочной жидкости при роторном бурении с прямой промывкой используют глинистые растворы различного удельного веса ( в зависимости от удельного веса разбуриваемых пород), благодаря чему не требуется крепление стенок скважины в пределах значительных ( в сотни метров) интервалов. Это является большим преимуществом роторного бурения с прямой промывкой в отличие от ударно-канатного. Однако вследствие глинизации водоносных пород, как правило, снижается производительность скважины. [50]
При ударном способе бурения в скважине отсутствует столб - / жидкости, вследствие чего вслед за долотом необходимо вести обсадную колонну труб, чтобы предотвратить обвалы стенок скважин При вращательном способе бурения проходят до 1000 м и более, без крепления стенок скважины обсадными трубами, несмотря Hat то, что среди проходимых пород встречаются плохо сцементирован - ные лески и иногда недостаточно устойчивые породы. [51]
Устойчивость стенок скважины и долговечность изоляции вскрытых ею пластов достигается посредством крепления ствола ее обсадными колоннами с последующим цементированием заколонного и межколонного пространства ( либо того и другого) или путем неметаллического крепления, во время которого те же цели достигаются креплением стенок скважины тампонажным раствором без применения обсадных колонн. Это различие выделяет две большие ( хотя и неравные по применимости) группы методов крепления скважин. Далее способы крепления скважин различаются по приоритетному фактору осуществления операций цементирования. Прежде всего выделяется наиболее распространенное первичное цементирование, которое называется так потому, что проводится впервые после бурения очередного участка ( интервала) ствола скважины. В отличие от него вторичное цементирование скважины проводится для ликвидации осложнений, возникших на последующих этапах работ, после первичного цементирования. [52]
При бурении скважин большого диаметра довольно часто возникает необходимость крепления стенок кратковременной или постоянной крепью. Крепление стенок скважины особенно необходимо при опускании на забой специалистов для выполнения исследований. [53]
Раздробленную породу удаляют с забоя скважины, или вычерпывая ее инструментами ( желонками) или промывая жидкостью, накачиваемой через пустотелые штанги в скважину. Крепление стенок скважины обсадными трубами - самый простой и надежный способ, но самый дорогой. Помимо того каждая опущенная в скважину колонна обсадных труб требует уменьшения размера рабочего наконечника, вследствие чего уменьшается и диаметр скважины. За последнее время все чаще применяется крепление стенок скважины глинистой промывкой. Глинистый раствор улучшает вынос разрушенной горной породы на дневную поверхность, препятствует осаждению выбуренных частиц на инструмент при прекращении промывки, глинизирует стенки скважины, укрепляя их, и создает внутреннее гидроста-тич. [54]
Галечники и гравийные породы вначале разрыхляют желобчатым или крестовым долотом, а затем выбирают желонкой с плоским клапаном. Одновременно ведут крепление стенок скважины. Для лучшего наполнения желонок целесообразно подбрасывать в скважину глину. [55]