Циклично-поточный метод сооружения скважин.

Технология бурения с продувкой забоя сжатым воздухом отличается от обычной тем, что бурение ведётся в условиях водопритоков. При этом используются компрессоры высокого давления. Высокое давление сжатого воздуха и требуемый расход позволяют обеспечить выброс столба промывочной жидкости из скважин, а также устойчивое эрлифтирование промывочной жидкости и поступающих в скважину пластовых вод. Практически при наличии водопритоков более 5 м³/ч бурение проводится с одновременной откачкой пластовых вод, что полностью исключает кольматацию пласта шламом. Сущность технологии бурения с обратно-всасывающей промывкой заключается в непрерывной откачке зрлифтом с глубины 60-80 м промывочной жидкости, находящейся внутри бурильной колонны труб. При этом возникает обратный поток промывочной жидкости по кольцевому зазору на забой скважины через породоразрушающий инструмент внутрь бурильных труб и через приставку к сальнику-вертлюгу на поверхность (рис. 6.6). Шлам выбуренных пород вместе с промывочной жидкостью выносится на поверхность и не кольматирует забой скважин. Если рудное тело для нормальной работы эрлифта обводнено недостаточно, в процессе бурения необходимо доливать чистую воду в скважину.

Наиболее широко применяется способ бурения с частичной аэрацией столба промывочной жидкости (рис. 6.7). При этом сохраняется обычная технология бурения с промывкой и используются компрессоры низкого давления (0,6-0,8 МПа). Бурение по пласту ведётся по обычной технологии с промывкой водой. Одновременно в кольцевой зазор между обсадной и дополнительной колоннами диаметром 127 или 146 мм нагнетают сжатый воздух, который через отверстия поступает внутрь дополнительной колонны труб, аэрирует находящуюся в ней промывочную жидкость и откачивает ее на поверхность. При таком способе бурения кольматации забоя происходить не будет при условии, что пластовое давление вод превышает суммарное давление столба промывочного раствора и воздушно-водяной эмульсии. Указанный способ можно применять с использованием компрессоров низкого давления при глубине статического уровня пластовых вод не более 45 м. Бурение скважин с продувкой, обратно-всасывающей промывкой и частичной аэрацией промывочной жидкости позволит значительно повысить качество работ при сооружении скважин и сохранить естественные горно-геологические характеристики пласта. Для утяжеления раствора применяют добавки порошка барита, гематита, магнетита, пиритовых огарков, колошниковой пыли в количестве соответственно 3,5-4‚2; 4,3-4,6; З,6-4,5; 3,6-3,8; 4,1 г/см³. Утяжеленные растворы применяются во избежание выброса воды, пара и газа. При использовании низкосортных местных глин повышение качества раствора может быть достигнуто за счет их обработки поверхностно-активными веществами. Наиболее целесообразно для этой цели применение сульфит-спиртовой барды (Сульфит-спиртовая барда (ССБ) – является отходом производства целлюлозы при сульфитном способе варки. Внешне это темно-бурая, густая жидкость, однако в зависимости от степени выпаривания, сульфит-спиртовая барда может быть как жидкой, так и твердой. При содержании в ССБ 50% сухих веществ, она имеет плотность 1280 кг/м³.) (ССБ) и углещелочного реагента (УЩР является первым в мире стабилизатором буровых растворов, разработан в России в 1934 году. Реагент представляет собой продукт взаимодействия бурового угля и щелочи, основным компонентом которого являются натриевые соли гуминовых кислот, содержанием которых в буровом угле должно быть не менее 35%.) (УЩР). При бурении пород, насыщенных высокоминерализованными водами‚ глинистый раствор следует готовить с добавками соли или на пластовой воде.

Особенностью бурения добычных скважин при геотехнологических методах является использование специальной конструкции скважины, отбор керна из продуктивного пласта и пород кровли и почвы (несколько метров керна над пластом и под ним), бурение продуктивного пласта без глинистого раствора (например, при бурении соли скважина промывается крепким раствором соли, при бурении серного пласта - чистой водой).

В ряде случаев при бурении происходит интенсивное поглощение промывочной жидкости, что приводит к понижению уровня и обваливанию стенок скважины в неустойчивых интервалах.

Для борьбы с поглощением применяют специальные реагенты структурообразователи, гельцемент, быстросхватывающиеся смеси (БСС).

Реагенты-структурообразователи увеличивают вязкость промывочной жидкости и повышают ее тиксотропные (Тиксотропия — это способность материала изменять консистенцию при приложении воздействия, например при перемешивании, и восстанавливать ее в спокойном состоянии.) свойства. Такой раствор, попадая в трещины и поры, закупоривает их и предупреждает поглощение. В глинистый раствор вводят жидкое стекло (до 5 % объема циркулирующего раствора), кальцинированную соду (до 6 %), инертные добавки (опилки, рисовую шелуху, кордное волокно, торф, слюду, паклю и др.). Последние вводятся в количестве до 3 %, а при необходимости и больше. Гельцемент представляет собой смесь глинистого раствора с цементом. На приготовление 1 м³ гельцемента идет 0,6-1 м³ тампонажного цемента и 0,6-0,7 м³ глинистого раствора. Гельцемент закачивают в скважину, продавливают до забоя и через сутки возобновляют бурение.

В сильно закарстованных залежах необходимо не только предотвратить поглощение промывочной жидкости, но и заполнить наиболее крупные карстовые полости тампонажным материалом. Для этого по данным бурения определяется процент закарстованности и готовится тампонажная смесь из расчета заполнения карста в радиусе до 10 м. B качестве тампонажного материала можно применять глиноцементный раствор с добавлением 300 кг цемента на 1 м³ глинистого раствора и инертных наполнителей.

После вскрытия залежи скважина обсаживается и цементируется. Только после затвердевания цемента продолжается бурение на всю мощность залежи с небольшим перебуром в подстилающие породы.