Принципы разглинизации стенок водяной скважины после бурения

При вращательном способе бурения водяных скважин в качестве промывочной жидкости выступают:

A. Техническая вода. Её применение ограничено. Как правило, это бурение твердых и устойчивых пород, мелко- и среднезернистых песков с коэффициентом фильтрации не более 20 м/сут, при статическом уровне не менее 3 метров и диаметре скважины не более 200 мм.

B. Глинистые растворы. Наибольшее применение получили растворы на основе каолинитовых, каолинито-гидрослюдистых, бентонитовых и местных комковатых глин.

C. При определенных показаниях применение находят также водогипановые и меловые растворы, а также растворы на основе технического крахмала.

Промывочные жидкости выполняют несколько стратегических функций:

  1. очистка забоя от разрушенной породы и вынос ее на поверхность,
  2. охлаждение и смазывание породоразрушающего инструмента, 
  3. укрепление стенок скважины.

Глинистый раствор, поступающий в скважину в процессе бурения, образует глинистую корку на стенках скважины и проникает в поры и трещины водоносной породы. Чем выше плотность промывочной жидкости и её давление в скважине, и сравнительно меньше гидростатическое давление в водоносном горизонте, тем дальше глинистые частицы проникают в породу. В результате может существенно снижается водоотдача водоносного горизонта 2 и более раза).

Следствием вышесказанного служит то, что применение глинистых растворов в качестве промывочной жидкости определяет необходимость после завершения бурения разглинизации водоносного горизонта для возбуждения притока воды к скважине. Что, собственно, является частью технологического процесса бурения скважины на воду.

Приведем определение: процесс удаления глинистых, а вместе с ними и песчаных частиц, которые тоже снижают проницаемость фильтрующей поверхности, называют разглинизацией.

Порядок разглинизации скважины на воду следующий:

  1. глинистый раствор, находящийся в стволе скважины, заменяется другим глинистым раствором меньшей плотности.
  2. глинистый раствор заменяется технической водой.
  3. удаляется глинистая корка и другие продукты глинизации из зафильтрового пространства.

При давлении промывочной воды в стволе скважины выше гидростатического давления в водоносном горизонте первую и третью операцию выполняют одновременно.

Профилактика проникновения глинистого раствора в водовмещающую породу:

  • спуск бурового инструмента, обсадных труб и фильтра снижается до минимума – порядка 0,25 м/с;
  • фильтр опускается с открытым нижним концом (во избежание продавливания промывочного раствора в пласт).

Методы разглинизации по методу воздействия на обрабатываемую зону сводятся к трём, а именно, 

  • гидромеханическому, этот метод является основным;
  • физическому;
  • химическому.

Два последних метода являются дополнительными, с целью ускорить процесс разглинизации водяной скважины.

В качестве наиболее популярных гидромеханических методов надо упомянуть следующие:

  • обратновсасывающий — через специальные промывочные окна в отстойнике,
  • методы, в основе которых быстрое чередование откачек с наливами воды в скважину,
  • промывка через рабочую поверхность фильтра через открытый отстойник.

Разглинизация скважины методом обрушения стенок дает наилучшие результаты в однородных мелкозернистых и тонкозернистых породах. Обрушение в прифильтровой зоне обеспечивается подработкой породы на забое через открытый отстойник фильтра интенсивным размывом водой прямой (МБУ-2М, УРБ-2А2) или обратной (УРБ-ЗАМ) промывкой.

Величину обрушения породы определяют по объёму вынесенного на поверхность песка. После завершения работ тстойник в фильтре цементируют.

Ниже кратко приведем основные способы разглинизации.

1. Разглинизация скважин чистой водой, подаваемой в зафильтровое пространство через отстойник фильтра. Этот способ разглинизации используют в скважинах, вскрывающих малонапорные водоносные горизонты, сложенные мелкозернистыми и среднезернистыми песками. Чистую воду подают по бурильным трубам, ввинченным нижним своим концом в переходник башмака. Фильтровую колонну удерживают выше забоя скважины на полметра для свободного доступа воды в зафильтровое пространство. После разрушения глинистой корки бурильные трубы извлекают из скважины, отверстие в отстойнике перекрывают.

2. Разглинизация скважин чистой водой, подаваемой в зафильтровое пространство через рабочую поверхность фильтра. Этот способ разглинизации применяют в скважинах, вскрывающих напорные водоносные горизонты, сложенные разнозернистыми песками. Если водоносный горизонт представлен среднезернистыми и крупнозернистыми песками, скорость выхода воды в зафильтровое пространство увеличивают с помощью гидравлического ерша. Вода, подаваемая по бурильным трубам в ерш, обрабатывает участок скважины, ограниченный его манжетами. Процедура повторяется многократно с периодической заменой истершихся манжет.

3. Разглинизация скважин засасыванием глинистой корки внутрь скважины через рабочую поверхность фильтра. Такой способ разглинизации используют в скважинах, вскрывающих напорные водоносные горизонты, сложенные мелкозернистыми песками и слаботрещиноватыми породами. В скважинах, пробуренных в сложных неоднородных песках и сильнотрещиноватых породах, разглинизацию можно начинать с прокачки эрлифтом. Уровень воды в скважине понижать нужно значительно чтобы полностью вымыть шлам из трещин водоносной породы. При этом, водоподъемные трубы эрлифта погружаются в отстойник.

4. Разглинизация скважин засасыванием глинистой корки внутрь скважины через отверстие в отстойнике фильтра. Применяется в скважинах, вскрывающих водоносные горизонты, сложенные песками одинакового гранулометрического состава. Эрлифт при этом должен работать с максимальной производительностью. Это вызывает интенсивное поступление внутрь скважины глинистого раствора, глинистой корки и песка. Образуется большая песчаная пробка, которую удаляют либо прямой промывкой, либо обратной в комбинации с прокачкой эрлифтом. Отверстие в отстойнике засыпают гравием.

5. Разглинизация скважин желонированием и свабированием. Применяют в скважинах, вскрывающих водоносные горизонты, сложенные песками одинакового гранулометрического состава, когда по каким-либо причинам невозможна прокачка эрлифтом. Удлиненную желонку двигают вверх вниз внутри фильтра в течение 2-3 смен. Этот процесс называется тартанием. Вода из скважины под воздействием желонки попадает в зафильтровое пространство и разрушает глинистую корку. Вместо желонки можно использовать вращающийся буровой снаряд. Также вместе или самостоятельно прокачивать скважину можно поршнями (свабами). В конце процесса желонирования и (или) свабирования воду откачивают насосом. Данный способ противопоказан при монтаже в скважинах сетчатых или гравийных фильтров – песок может уплотниться вокруг фильтра и дебит сильно упадет.

6. Разглинизация скважин желонированием с последующей прокачкой эрлифтом. Применяется при отсутствии воды для промывки. К опускаемой в скважину колонне фильтровых труб выше фильтра на 0,5 метра прикрепляют манжету. Разглинизацию начинают с желонирования, по окончании отстойник очищают от песка.

7. Разглинизация скважин импульсной установкой и пневмоснарядом. При этом способе глинистая корка разрушается под действием ударной волны, в первом случае возбуждаемой в воде жидким разрядником, во втором случае создаваемой пневмоснарядом., в рабочую полость которого компрессором под большим давлением подают воздух.

8. Разглинизация скважин обратновсасывающей промывкой. Применяют в случае, когда скважина бурится с применением облегченного глинистого раствора, обработанных специальными реагентами (ОП-7, ОП-10). В нижней части фильтра устанавливают ниппель с двумя промывочными окнами 4*5 см. Над ниппелем заклепками закрепляют внутренее кольцо, а над фильтром – брезентовый сальник в виде раструба, заполненный цементным раствором. Фильтровую колонну опускают в скважину. После установки фильтра воду из скважины откачивают эрлифтом. Глинистая корка и песок оплывают с её стенок и через промывочные окна попадают внутрь фильтровой колонны. Песок частично оседает в ней, поэтому скважину через время снова промывают. Прокачку чередуют с промывкой, после окончания промывки промывочные окна перекрывают кольцом, заклепки которого срезают ударом воздушных труб.

9. Разглинизация скважин методом обратной промывки с турбулизацией потока промывной воды. При этом способе вода поступает в скважину самотеком из наземной емкости. Поверхность фильтра до окончания процесса разглинизации остается покрытой защитной пленкой (поливиниловый спирт). Воду со шламом откачивают эрлифтом. Уровень воды в скважине поддерживают минимум на 3 метра выше статического. Промывной воде придают движение по спирали.

10. Химический способ декольматации прифильтровых зон. В этом случае, скважины, сооружаемые с использованием карбонатсодержащих растворов, обрабатывают соляной кислотой. Она хорошо растворяет остатки кольматанта и разрыхляет глину. В результате реакции глина утрачивает свои свойства и образует долго не оседающую взвесь, которая легко удаляется при откачке или свабировании.

Бурение скважин12.02.2015, 6721 просмотр.