Классификация способов бурения


Классификация способов бурения

Процесс разрушения породы – бурение – классифицируется по принципу физического воздействия:

-  Механическое бурение, при котором разрушение скальной породы происходит под воздействием разрушающего инструмента. Достоинствами данного вида бурения являются возможность отбора образцов для изучения геологического разреза, бурение скважин в заданном направлении. Недостаток - быстрый износ рабочих поверхностей буров, приводящий к необходимости его частой замены.

-  Горизонтальное бурение — метод горизонтально направленного бурения предназначен для управляемого прокладывания коммуникаций без разработки траншей, основан на использовании специального оборудования.

Бурение происходит при помощи разрушающего породу наконечника — буровой головки, которая имеет несколько отверстий для подачи в скважину специального раствора.

Буровая головка соединена с гибкой штангой, что позволяет механизатору управлять процессом строительства скважины и обходить подземные препятствия.

-  Гидродинамическое бурение - осуществляется при помощи сильного напора струи жидкости, при этом происходит разрушение или растворение породы. В одном случае происходит полное разрушение породы и формирование полой скважины.

Во втором варианте струя жидкости частично разрушает породу, и дальнейшее ее удаление производится долотом. Данный метод применим при разработке мягких и рыхлых пород.

-  Термическое или огнеструйное бурение – при помощи теплового высокотемпературного воздействия на породу. При этом используется горелка с горящей смесью керосина и кислорода при температуре около 2300 град, под воздействием которой происходит отслаивание частиц породы.

-  Термомеханическое бурение, при котором порода предварительно нагревается и далее удаляется с помощью механического бура.

-  Электротермическое бурение – разработано для применения в условиях вечной мерзлоты в Антарктиде. Электротермобуром делают скважины глубиной до 1000 м.

-  Взрывное бурение. Разрушение породы при данном способе происходит под действием направленного взрыва. Капсулы с взрывчатым веществом подаются в забой по трубам с водой. При ударе они взрываются, и разрушенная порода вместе с водой подается наружу.

-  Электрофизическое бурение – комбинированный способ с использованием электрического тока для непосредственного разрушения горных пород. Различают электрогидравлический метод (создание высоковольтного разряда в воде – искры) и электроимпульсный (использование разницы электрического сопротивления породы и заливаемой в скважину жидкости, и подача тока высокого напряжения).

www.stroypraym.ru

Классификация способов бурения

Классификация способов бурения на нефть и газ приведена на рис. 2.

Рисунок 2 Классификация способов бурения скважин на нефть и газ.

По способу воздействия на горные породы различают механическое и немеханическое бурение. При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее. Немеханические способы (гидравлический, термический, электрофизический) находятся в стадии разработки и для бурения нефтяных и газовых скважин в настоящее время не применяются.

Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное.

При ударном бурении разрушение горных пород производится долотом 1, подвешенным на канате (рис. 3). Буровой инструмент включает также ударную штангу 2 и канатный замок 3. Он подвешивается на канате 4, который перекинут через блок 5, установленный на какой-либо мачте (условно не показана). Возвратно-поступательное движение бурового инструмента обеспечивает буровой станок  6.

Рис. 3 Схема ударного бурения

1 - долото; 2 - ударная штанга; 3 - канатный замок; 4 - канат; 5 - блок; 6 - буровой станок.

По мере углубления скважины канат удлиняют. Цилиндричность скважины обеспечивается поворотом долота во время работы.

Для очистки забоя от разрушенной породы буровой инструмент периодически извлекают из скважины, а в нее опускают  желонку, похожую на длинное ведро с клапаном в дне. При погружении желонки в смесь из жидкости (пластовой или наливаемой сверху) и разбуренных частиц породы клапан открывается, и желонка заполняется этой смесью. При подъеме желонки клапан закрывается, и смесь извлекается наверх.

По завершении очистки забоя в скважину вновь опускается буровой инструмент и бурение продолжается.

Во избежание обрушения стенок скважины в нее спускают обсадную трубу, длину которой наращивают по мере  углубления забоя.

В настоящее время при бурении нефтяных и газовых скважин ударное бурение в нашей стране не применяют.

Нефтяные и газовые скважины сооружаются методом вращательного бурения. При данном способе породы дробятся не ударами, а разрушаются вращающимся долотом, на которое действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя  (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.

Турбобур - это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с  помощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости. Электробур представляет собой электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности. Винтовой двигатель - это разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращатель ного движения использован винтовой механизм.

По характеру разрушения горных пород на забое различают сплошное и колонковое бурение. При сплошном бурении разрушение пород производится по всей площади забоя. Колонковое бурение предусматривает разрушение пород только по кольцу с целью извлечения керна - цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида,

Все буровые долота классифицируются на три типа:

1)       долота режуще-скалывающего действия, разрушающие по роду лопастями (лопастные долота);

2)      долота дробяще-скалывающего действия, разрушающие породу зубьями, расположенными на шарошках (шарошечные долота);

3) долота режуще-истирающего действия, разрушающие породу. алмазными зернами или твердосплавными штырями, которые расположены в торцевой части долота (алмазные и твердосплавные долота).

students-library.com

Способы бурения. Бурение глубоких скважин Классификация способов бурения

Модуль 3 Тема 3

Целевое назначение скважины и ее глубина определяют способ бурения скважины, тип и состав бурильного инструмента. Существует целый ряд классификаций способов бурения. В качестве самой приемлемой и логичной нами приводится классификация С. С. Сулакшина, хотя и она не достаточно полно охватывает все способы бурения и требует некоторой корректировки. В табл. 3.1 дана классификация способов бурения скважин по С. С. Сулакшину с некоторыми уточнениями.

В данной классификации выделены три класса бурения пород, определены группы по характеру воздействия на горные породы, отнесены к определенным группам способы бурения.

Таблица 3.1

Классификация способов бурения скважин

Бурение пород

Способ бурения скважин

Класс

Группа (по характеру воздействия)

I. Бурение с помощью породоразрушающих инструментов

1. Механическое (дробление, резание, скалывание, истирание, уплотнение пород)

1.1. Вращательный

1.2. Ударный

1.3. Задавливанием (силовой)

1.4. Вибрационный

1.5. Ударно-(вибро-)вращательный

II. Бурение без породоразрушающих инструментов

2. Гидравлическое (размыв, дробление, истирание, скалывание пород)

3. Термическое (дробление, плавление)

4. Взрывное (дробление, скалывание)

5. Электрическое (плавление, дробл.)

2.1. Гидродинамический

2.2. Гидроударный

2.3. Гидроэрозионный

2.4. Гидроимпульсный и др.

3.1. Термодинамический

3.2. Термоэлектрический и др.

4.1. С применением твердых взрывчатых веществ

4.2. С применением жидких взрывчатых веществ

5.1. Электроискровой или электроим-пульсный

III. Комбинированные способы бурения пород

6. Гидромеханическое

7. Термомеханическое

8. Взрывомеханическое

6.1. Гидромониторно-вращательный

7.1. Термовращательный

7.2. Вращательно-термоэлектрический

8.1. Взрыво-вращательный

В практике наиболее широко применяются механические способы бурения, а из них самое широкое распространение имеют механическое вращательное бурение глубоких скважин при производстве ГРР на нефть и газ и колонковое бурение – на твердые полезные ископаемые. Из способов II класса в промышленности применяются лишь огневое бурение (из группы термических способов) при проходке взрывных скважин в карьерах и гидродинамический способ бурения – для сооружения дренажных скважин в благоприятных горно-геологических условиях. В табл. 3.2 приведены основные характеристики механических способов бурения скважин (по С. С. Сулакшину).

Механическое вращательное бурение глубоких скважин

При проведении скважины выполняются три основные операции:

1) разрушение горной породы на забое;

2) удаление разрушенной породы с забоя;

3) крепление стенок скважины.

При вращательном бурении две первых, а иногда и все три операции совмещаются. Разрушение горной породы на забое является главной операцией, так как она характеризует скорость продвижения забоя скважины – механическую скорость проходки.

Скважины бурят в самых различных геологических и климатических условиях глубиной от нескольких сот до нескольких тысяч метров. Поэтому существуют разные типы буровых установок, каждый из которых удовлетворяет требованиям, возникающим при бурении в определенных условиях.

Основным параметром буровой установки является грузоподъемность, определяющая конструкцию и характеристики бурового и энергетического оборудования, входящего в состав установки.

Вес бурильной колонны может достигать многих десятков (и даже сотен) тонн, поэтому для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения вращательным способом промышленностью выпускаются буровые установки грузоподъемностью 50, 75, 125, 200 и 300 т. Например, для бурения скважин глубиной 1200–2200 м существуют буровые установки БУ-50 и БУ-75Бр, для бурения скважин глубиной до 3000 м применяются буровые установки Уралмаш-5Д, Уралмаш-6Э, а для бурения скважин глубиной до 5000 м – буровые установки Уралмаш-ЗД и Уралмаш-4Э, буровые установки БУ-125 и БУ-200. Для бурения еще более глубоких скважин применяется буровая установка БУ-300.

В зависимости от назначения буровые установки при производстве ГРР на нефть и газ подразделяются на три категории:

  • Установки для бурения неглубоких скважин (структурно-поисковых и разведочных). Отличаются малой грузоподъемностью (1–50 т) и мощностью (15–600 л. с.). Почти все могут монтироваться на транспортных средствах (передвижные, самоходные буровые станки и установки).

  • Установки для глубокого поисково-разведочного и эксплуатационного бурения отличаются наибольшей грузоподъемностью, общая мощность привода их достигает 3000–4000 л. с.

  • Установки для освоения, испытания и капитального (подземного) ремонта скважин. Применяются для разбуривания цементных пробок при освоении и испытании, а также для буровых работ при капитальном (подземном) ремонте скважин. Также в большинстве случаев монтируются на шасси автомобиля.

Кроме того, существуют ручные буры, мотобуры и другие переносные и самоходные станки и установки для бурения неглубоких (мелких) скважин.

Механическое вращательное бурение глубоких поисково-разведочных и эксплуатационных скважин осуществляется, как правило, роторным способом и с помощью забойных двигателей (турбобуров, электробуров).

studfiles.net

Классификация способов бурения

Классификация способов бурения на нефть и газ приведена на рис. 6.2.

По способу воздействия на горные породы различают меха­ническое и немеханическое бурение. При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную поро­ду, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее. Немеханические способы (гидравлический, термический, электро­физический) находятся в стадии разработки и для бурения нефтяных и газовых скважин в настоящее время не применяются.

Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное.

В настоящее время при бурении нефтяных и газовых скважин ударное бурение в нашей стране не применяют.

Нефтяные и газовые скважины сооружаются методом вращательного бурения. При данном способе породы дробятся не ударами, а разрушаются вращающимся долотом, на которое действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.

Турбобур - это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с помощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости Электробур представляет собой электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности. Винтовой двигатель - это разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращатель­ного движения использован винтовой механизм.

По характеру разрушения горных пород на забое различают сплошное и колонковое бурение. При сплошном бурении разрушение пород производится по всей площади забоя. Колонковое бурение предусматривает разрушение пород только по кольцу с целью извлечения керна - цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида.

Все буровые долота классифицируются на три типа:

1) долота режуще-скалывающего действия, разрушающие породу лопастями (лопастные долота);

2) долота дробяще-скалывающего действия, разрушающие породу зубьями, расположенными на шарошках (шарошечные долота);

3) долота режуще-истирающего действия, разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, которые расположены в торцевой части долота (алмазные и твердосплавные долот

.

Буровое и промысловое оборудование

Бурение - это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород.

Бурение скважин осуществляется с помощью буровых установок, оборудования и инструмента.

Буровая установка - это комплекс наземного оборудования, необходимый для выполнения операций по проводке скважины. В состав буровой установки входят (рис. 6.4):

  1. -- буровая вышка;

  2. - оборудование для механизации спуско-подъемных операций;

  3. - наземное оборудование, непосредственно используемое при бурении;

  4. - силовой привод;

  5. - циркуляционная система бурового раствора;

  6. - привышечные сооружения( насосная, трансформаторная, стенд для труб и т. д.)

1.Буровая вышка - это сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение двух-трех бурильных труб между собой длиной 25...36 м) после подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.

Различают два типа вышек: башенные (рис. 6.5) и мачтовые . Их изготавливают из труб или прокатной стали.

Вышки мачтового типа бывают одноопорные и двухопорные (А-образные). Последние наиболее распространены.

А-образные вышки более трудоемки в изготовлении и поэтому более дороги. Они менее устойчивы, но их проще перевозить с места на место и затем монтировать.

Рис. 6.4 Схема бурения скважины

Рис. 6.5 Башенная и мачтовая буровые вышки

Высота вышки определяет длину свечи, которую можно извлечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность спускоподъемных операций. Чем больше длина свечи, тем на меньшее число частей необходимо разбирать колонну бурильных труб при смене бурового инструмента. Сокращается и время последующей сборки колонны. Поэтому с ростом глубины бурения высота и грузоподъемность вышек увеличиваются. Так, для бурения скважин на глубину 300...500 м используется вышка высотой 16...18 м, глубину 2000...3000 м - высотой - 42 м и на глубину 4000...6500 м - 53 м.вышки.

Буровая установка (рисунок виден при распечатывании)

1-вышка, 2-крон-блок, 3-вертлюг, 4-буровая лебедка, 5-буровой насос, 6-вспомогательная лебедка , 7-ротор, 8-пневмоключ, 9-приемные мостки, 10-пневмокомпресор, 11-электрораспределительное устройство,

12-циркуляционная система, 13-блок приготовления бурового раствора, 14-подпорный насос, 15,16- обсадные и бурильные трубы, 17- долото, 18-талевая система.

2.О б о р у д о в а н и е д л я м е х а н и з а ц и и с п у с ко - п о д ъ е м н ы х о п е р а ц и й

Включает талевую систему и лебедку. Талевая система состоит из неподвижного кронблока (рис. 6.7), установленного в верхней части буровой вышки, талевого блока (рис. 6.8), соединенного с кронблоком талевым канатом, один конец которого крепится к барабану лебедки, а другой закреплен неподвижно, и бурового крюка. Талевая система является полиспастом (системой блоков), который в буровой установке предназначен в основном, для уменьшения натяжения талевого каната, а также для снижения скорости движения бурильного инструмента, обсадных и бурильных труб.

Иногда применяют крюкоблоки - совмещенную конструкцию талевого блока и бурового крюка.

На крюке подвешивается бурильный инструмент: при бурении - с помощью вертлюга, а при спускоподъемных операциях - с помощью штропов и элеватора (.

1- вышка;

2 -кронблок; 3 - вертлюг; 4 - буровая лебедка с коробкой передач7 - ротор;15, 16 - обсадные и бурильные трубы; 17 - долото;

Буровая лебедка предназначена для выполнения следующих операций:

1) спуска и подъема бурильных и обсадных труб;

2) удержания на весу бурильного инструмента;

3) подтаскивания различных грузов, подъема оборудования и вышек в процессе монтажа установок и т.п.

Буровая установка комплектуется буровой лебедкой соответ­ствующей грузоподъемности.

Рис. . Конструктивная схема подъемного комплекса:

1 – крюк; 2 – талевый блок; 3 –несущие ветви; 4 – кронблок; 5 –вышка; 6 – лебедка; 7 – приспособление для крепления неподвижного конца каната; А и Б –ведущая и неподвижная ветви

Для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию замковых соединений бурильной колонны внедрены автоматические буровые ключи АКБ-ЗМ и подвесные ключи ПБК-1, пневматический клиновой захват ПКР-560 для механизированного захвата и освобож­дения бурильных труб

Ключ АКБ-ЗМ устанавливается между лебедкой и ротором 4 на специальном фундаменте Его основными частями являются блок ключа 1, каретка с пневматическими цилиндрами 2, стойка 3 и пульт управления 5. Блок ключа - основной механизм, непосредственно свинчивающий и развинчивающий бурильные трубы Он смонтирован на каретке, которая перемещается при помощи двух пневматических цилиндров по направляющим: либо к бурильной трубе, установленной в роторе, либо от нее.

Зажимные устройства, как и механизм передвижения блока ключа, работают от пневматических цилиндров, включаемых с пуль­та управления 4. Для этого в систему подается сжатый воздух от ресивера.

Ключ ПБК-1 подвешивается в буровой на канате. Высота его подвески регулируется пневматическим цилиндром с пульта управления.

Ключ буровой АКБ-ЗМ:

1- блок ключа; 2 - каретка с пневматическими цилиндрами; 3 - стойка; 4 - пульт управления

Пневматический клиновой захват ПКР-560 служит для ме­ханизированного захвата и освобождения бурильных и обсадных труб. Он монтируется в роторе и имеет четыре клина, управляемых с пульта посредством пневмоцилиндра.

3 Наземное оборудование, непосредственно используемое при бурении, включает вертлюг, буровые насосы, напорный рукав и ротор.

Вертлюг ) - это механизм, соединяющий не вращающиеся талевую систему и буровой крюк с вращающимися бурильными трубами, а также обеспечивающий ввод в них промывочной жидкости под давлением. Корпус вертлюга подвешивается на буровом крюке (или крюкоблоке) с помощью штропа .

Напорный рукав (буровой шланг) предназначен для подачи промывочной жидкости под давлением от неподвижного стояка к перемещающемуся вертлюгу.

Ротор передает вращательное движение бурильному инструменту, поддерживает на весу колонну бурильных или обсадных труб и воспринимает реактивный крутящий момент колон­ны, создаваемый забойным двигателем.

Буровые насосы служат для нагнетания бурового раствора в скважину. При глубоком бурении их роль, как правило, выполняют поршневые двухцилиндровые насосы двойного действия

Силовой привод обеспечивает функционирование всей буровой установки (рис. 6.13) - он снабжает энергией лебедку, буровые насосы и ротор.

Привод буровой установки может быть дизельным, электрическим, дизель- электрическим и дизель-гидравлическим.

Циркуляционная система буровой установки служит для сбора и очистки отработанного бурового раствора, приготовления новых его порций и закачки очищенного раствора в скважину.

Виды буровых растворов и их основные параметры

Использование буровых растворов преследует следующие цели:

  1. вынос частиц выбуренной породы из скважины;

  2. передача энергии турбобуру или винтовому двигателю;

3) предупреждение-поступления в скважину нефти, газа и воды; i 4) удержание частичек разбуренной породы во взвешенном со-

стоянии при прекращении циркуляции;

  1. охлаждение и смазывание трущихся деталей долота;

  2. уменьшение трения бурильных труб о стенки скважины;

  3. предотвращение обвалов пород со стенок скважины;

  4. уменьшение проницаемости стенок скважины, благодаря коркообразованию.

Соответственно буровые растворы должны удовлетворять ряду требований:

  • выполнять возложенные функции;

  • не оказывать вредного влияния на бурильный инструмент и забойные двигатели (коррозия, абразивный износ и т.д.);

  • легко прокачиваться и очищаться от шлама и газа;

  • быть безопасными для обслуживающего персонала и окружа­ющей среды;

  • быть удобными для приготовления и очистки;

  • быть доступными, недорогими, допускать возможность многократного использования

При вращательном бурении нефтяных и газовых скважин в каче­стве промывочных жидкостей используются:

  • агенты на водной основе (техническая вода, естественные бу­ровые растворы, глинистые и неглинистые растворы);

  • агенты на углеводородной основе;

  • агенты на основе эмульсий;

  • газообразные и аэрированные агенты.

Техническая вода - наиболее доступная и дешевая промывочная жидкость. Имея малую вязкость, она легко прокачивается, хорошо удаляет шлам с забоя скважины и лучше, чем другие жидкости, охлаждает долото. Однако она плохо удерживает частицы выбуренной породы (особенно при прекращении циркуляции), не образует упрочняющей корки на стенке скважины, хорошо поглощается низконапорными пластами, вызывает набухание глинистых пород, ухудшает проницаемость коллекторов нефти

и газа.

Естественным буровым раствором называют водную суспензию, образующуюся в скважине в результате диспергирования шлама горных пород, разбуриваемых на воде.

Основное достоинство применения естественных буровых растворов состоит в значительном сокращении потребности в привозных материалах на их приготовление и обработку, что ведет к удешевлению растворов. Однако их качество и свойства зависят от минералогического состава и природы разбуриваемых глин, способа и режима бурения, типа породоразрушающего инструмента. Нередко в них велико содержание абразивных частиц.

Глинистые буровые растворы получили наибольшее распространение при бурении скважин. Для бурового дела наибольший интерес представляют три группы глинистых минералов: бентонитовые ,каолиновые и гидрослюдистые.Наилучшими качествами с точки зрения приготовления бурового раствора обладают бентонитовые минералы. Так, из 1 тонны бентонитовой глины можно получить около 15 м3 высококачественного глинистого раство­ра, тогда как из глины среднего качества - 4...8 м3, а из низкосортных глин - менее 3 м3.

Глинистые растворы глинизируют стенки скважины, образуя тонкую плотную корку, которая препятствует проникновению фильтрата в пласты. Их плотность и вязкость таковы, что растворы удерживают шлам разбуренной породы даже в покое, предотвращая его оседание на забой при перерывах в промывке. Утяжеленные глинистые растворы, создавая большое противодавление на пласты, предупреждают проникновение пластовых вод, нефти и газа в скважину и открытое фонтанирование при бурении. Однако по этим же причинам затруднено отделение частиц породы в циркуляционной системе бурового раствора.

К неглинистым относятся буровые растворы, приготовленные без использования глины. Безглинистый буровой раствор с конденсированной твердой фазой готовится на водной основе. Дисперсная фаза в нем получается химическим путем, в результате взаимодействия находящихся в растворе ионов магния с щелочью NaOH или Са(ОН)2. Химическая реакция приводит к образованию в растворе микроскопических частиц гидрооксида магния Mg(OH)2. Раствор приобретает гелеобразную консистенцию и после химической обработки превращается в седиментационно устойчивую систему. Такой раствор сохраняет свои структурно-механические свойства при любой минерализации. Поэтому его применяют в случаях, когда требуется обеспечить высокую устойчивость стенок скважины, но обеспечить контроль и регулирование минерализации раствора сложно.

Другим типом неглинистых буровых растворов являются биополимерные растворы. Биополимеры получают при воздействии некоторых штаммов бактерий на полисахариды. Свойства биополимерных растворов регулируются так же легко, как свойства лучших буровых растворов из бентонитовых глин. Вместе с тем, некоторые из них оказывают флокулирующее воздействие на шлам выбуренных пород, предупреждая таким образом образование суспензии. Кроме того, растворы биополимеров термоустойчивы. Сдерживает их применение относительно высокая стоимость.

Буровые растворы на углеводородной основе представляют собой многокомпонентную систему, в которой дисперсионной (несущей) средой является нефть или жидкие нефтепродукты (обычно дизельное топливо), а дисперсной (взвешенной) фазой - окисленный битум, асфальт или специально обработанная глина ( бентонит).

Буровые растворы на углеводородной основе не оказывают отрицательного влияния на свойства коллекторов нефти и газа, обладают смазывающей способностью: при их использовании уменьшается расход мощности на холостое вращение бурильной колонны в стволе скважины и снижается износ бурильных труб и долот. Однако стоимость приготовления таких буровых растворов довольно высока, они пожароопасны, трудно удаляются с инструмента и оборудования.

Применяют буровые растворы на углеводородной основе для повышения эффективности бурения в породах-коллекторах и сохранения их нефтегазоотдачи на исходном уровне, а также для проводки скважин в сложных условиях при разбуривании мощных пачек набухающих глин и растворимых солей.

У эмульсионных буровых растворов дисперсионной средой является эмульсия типа «вода в нефти», а дисперсной фазой - глина.

Жидкая фаза такого раствора на 60...70 % состоит из нефти или нефтепродуктов, остальное - вода. Эмульсионные буровые растворы используются при бурении в глинистых отложениях и солевых толщах. Они обладают хорошими смазочными свойствами и способствуют предупреждению прихвата инструмента в скважине.

Сущность бурения с продувкой газом заключается в том, что для очистки забоя, выноса выбуренной породы на дневную поверхность, а также для охлаждения долота используют сжатый воздух, естествен­ный газ или выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Применение газообразных агентов позволяет получить большой эко­номический эффект: увеличивается механическая скорость (в 10...12 раз) и проходка на долото (в 10 раз и более). Благодаря высоким скоростям восходящего потока в затрубном пространстве, ускоряется вынос выбуренных частиц породы. Использование газообразных агентов облегчает проведение гидрогеологических наблюдений в скважинах. Кроме того, увеличивается коэффициент нефтегазоотдачи пласта.

Аэрированные буровые растворы представляют собой смеси пузырьков воздуха с промывочными жидкостями (водой, нефтеэмульсиями и др.) в соотношении до 30:1. Для повышения стабильности аэрированных растворов в их состав вводят реагенты - поверхностно-активные вещества и пенообразователи.

Аэрированные буровые растворы обладают теми же свойства­ми, что и жидкости, из которых они приготовлены (для глинистых растворов - образуют глинистую корку, обладают вязкостью и напря­жением сдвига, сохраняют естественную проницаемость призабойной зоны пласта при его вскрытии). Вместе с тем, большим преимуществом аэрированных жидкостей является возможность их применения в ос­ложненных условиях бурения, при катастрофических поглощениях промывочных жидкостей, вскрытии продуктивных пластов с низким давлением.

studfiles.net


Смотрите также