Количество промывочной жидкости для бурения всех скважин:
V = 8,272 + 53,52 =61,79 (м3).
1.5. Тампонаж скважины
Тампонированием скважины называется комплекс работ по изоляции от-дельных ее интервалов.
Тампонирование осуществляется с целью предотвращения обвалов скважины и размывания пород в пространстве за обсадными трубами, разделения водоносных или других горизонтов для их исследования, ликвидации водопроявлений, пере-крытия трещин, пустот, каверн, для ликвидации воглощения промывочной жидко-сти при бурении [12].
Проектом предусматривается затрубный цементный тампонаж:
- в интервале 0,0 - 5,0 м - с целью гидроизоляции устья скважины;
- в интервале 65,0 - 115,0 м - с целью предотвращения поглощения промывочной жидкости.
Тампонирование с помощью цемента называется цементированием скважин. Для цементирования применяют тампонажный цемент на базе портланд-цемента, тампонажный цемент на базе доменных шлаков, известково-песчаные смеси.
1.5.1. Схема тампонирования скважины
Тампонаж проводится по способу «с двумя пробками».
Тампонаж по способу «с двумя пробками» - наиболее надежный, но и наибо-лее сложный способ, при котором процесс цементации распадается на два этапа (рис. 3.).
Первый этап.
Подготовка забоя скважины, заключающаяся в его очистке, а в некоторых случаях - и расширении. Для очистки скважины обсадные трубы поднимаются с забоя на 0,5-1 м. На верх колонны обсадных труб навинчивают специальную го-ловку для цементации и присоединяют шланг промывочного насоса, при помощи которого промывочную жидкость нагнетают в обсадные трубы. Под давлением на-соса промывочная жидкость вытесняется из обсадных труб в затрубное простран-ство и поднимается до устья скважины. Такую промывку затрубного простран-ства производят для того, чтобы облегчить проникновение в него цементного раствора.
Глинистый раствор
Цемент
Рис. 3. Схема тампонажа скважины цементом по способу «с двумя пробками»:
а - начало закачки цемента;
б - конец закачки цемента;
в - начало подъема цемента в затрубное пространство;
г - конец цементации.
1 - запорный кран, 2 - манометр, 3 - головка для цементации, 4 - верхняя часть пробки, 5 - резиновые манжеты, 6 - нижняя часть пробки, 7 - обсадная труба, 8 - верхняя проб-ка, 9 - нижняя пробка
66
Второй этап.
После промывки затрубного пространства колонна обсадных труб остается подвешенной над забоем, головку для цементации свинчивают с обсадных труб, а в трубы опускают нижнюю пробку, которую при помощи штанг проталкивают на некоторое расстояние. Сверху этой пробки наливают (специальным насосом) це-ментный раствор, поверх которого вновь вставляют верхнюю пробку. Таким обра-зом, цементный раствор оказывается зажатым между двумя пробками. На верхнюю пробку нагнетают промывочную жидкость, которая проталкивает обе пробки и ра-створ между ними к забою скважины. Закачку промывочной жидкости в обсадные трубы продолжают до тех пор, пока верхняя пробка не встретится с нижней, ко-торая по выходе из труб останавливается на забое, а цемент выжимается в затрубное пространство. Как только прекратится проталкивание пробки, немедленно пре-кращается подача промывочной жидкости, освобождаются хомуты обсадных труб и колонна под действием собственного веса или при применении добавочного дав-ления опускается на забой. Скважину в таком состоянии оставляют в покое в тече-ние 1-3 суток, что зависит от качества цемента и других условий. Для тампонажных работ при бурении скважин используют специальный сорт цемента - тампонажный. Техническими условиями предусматриваются сроки начала и окончания схватывания цементного раствора [12].
1.5.2. Расчет количества тампонирующего раствора.
Интервал 0,0 - 5,0 м
Объем цементного раствора, необходимого для заполнения цементируемого пространства определяется по формуле:
V1 = *[(D2-d2н) *H] (м), где
D (м) - диаметр скважины;
dн (м) - наружный диаметр обсадных труб;
H (м) - высота зоны тампонажа.
D = 0,093 (м)
dн =0,089 (м) V1 = *[(0,0932-0,0892) *5,0= 0,003 (м)
H = 5,0 (м)
Объем сухого цемента, необходимого для приготовления цементного раствора находится по формуле:
Vцемента1 = * V1 (м3)
сцемента =3,15 г/см3 = 3,15 т/м3 ;
сцем.р-ра =1,85 г/см3 = 1,85 т/м3 .
Vцемента1 = * 0,003 = 0,001 (м3)
Интервал 65,0 - 115,0 м
Объем цементного раствора, необходимого для заполнения цементируемого пространства определяется по формуле:
V2 = *[(D2-d2н) *H] (м), где
D (м) - диаметр скважины;
dн (м) - наружный диаметр обсадных труб;
H (м) - высота зоны тампонажа.
D = 0,076 (м)
dн =0,073 (м) V2 = *[(0,0762-0,0732) *50,0] = 0,018 (м)
H = 50,0 (м)
Объем сухого цемента, необходимого для приготовления цементного раствора находится по формуле:
Vцемента2 = * V2 (м3)
сцемента =3,15 г/см3 = 3,15 т/м3 ;
сцем.р-ра =1,85 г/см3 = 1,85 т/м3 .
Vцемента2 = * 0,018 = 0,007 (м3)
Общее количество цементного раствора
Vцем.р-ра = 2 * (V1 + V2) (м3)
Vцем.р-ра = 2 * (0,003 + 0,018)= 0,042 (м3)
Общее количество сухого цемента
Vцемента = 2 * (Vцемента1 + Vцемента2) (м3)
Vцемента = 2 * (0,001 + 0,007)= 0,016 (м3)
1.6. ТЕХНОЛОГИЯ КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ
В зависимости от категории пород можно задавать разные режимы бурения, параметрами которого является: частота вращения бурового снаряда, осевая нагрузка и объем подачи промывочной жидкости в единицу времени. Режимы бурения разные для победитового и алмазного бурения. Коронки также изготовляются разными по конструкции для разных категорий пород.
1.6.1. Технологические режимы бурения
Интервал 0,0 - 5,0 м.
Бурение осуществляется твердосплавной коронкой марки Ml диаметром 93 мм. Бурение осуществляется при минимальных скоростях 1,0-1,5 м/сек. Про-мывка осуществляется глинистым раствором без циркуляции промывочной жидко-сти. Осевая нагрузка на забой порядка 500-600 Н на основной резец.
После проходки данного интервала скважина обсаживается трубами диамет-ром 89 мм до глубины 5,0 м.
Производится затрубный цементный тампонаж скважины.
Интервал 5,0 - 30,0 м.
Бурение осуществляется алмазной коронкой марки МВП-1 диаметром 76 мм. Бурение осуществляется при скорости 400-700 об/мин. Промывка осуществля-ется технической водой при скорости потока 50-80 м/с. Осевая нагрузка на за-бой 8-13 кН на основной резец.
После проходки данного интервала скважина обсаживается трубами диамет-ром 73 мм до глубины 30,0 м.
Интервал 30,0 - 600,0 м.
Бурение осуществляется алмазной коронкой марки МВП-1 диаметром 76 мм (до глубины 110 м), диаметром 59 мм (до глубины 600 м). Бурение осуществляется при скорости 400-700 об/мин. (до глубины 110 м), при скорости 500-900 об/мин. (до глубины 600 м). Промывка осуществля-ется технической водой при скорости потока 50-80 м/с. (до глубины 110 м), при скорости потока 40-60 м/с. (до глубины 600 м). Осевая нагрузка на за-бой 8-13 кН (до глубины 110 м), 6-10 кН (до глубины 600 м) на основной резец.
Скважина обсаживается трубами диамет-ром 73 мм до глубины 110,0 м.
В интервале 65,0-115,0 м производится затрубный цементный тампонаж скважины.
Интервал 600,0 - 645,0 м.
Бурение осуществляется алмазной коронкой марки МВП-1 диаметром 59 мм. Бурение осуществляется при скорости 400-700 об/мин. Промывка осуществляется технической водой при скорости потока 50-70 м/с. Осевая нагрузка на за-бой 4-8 кН на основной резец.
Интервал 645,0 - 655,0 м.
Бурение осуществляется алмазной коронкой марки МВП-1 диаметром 59 мм. Бурение осуществляется при скорости 500-900 об/мин. Промывка осуществляется технической водой при скорости потока 40-60 м/с. Осевая нагрузка на за-бой 6-10 кН на основной резец.
1.6.2. Бурение по пласту полезного ископаемого (интервал 600,0 -- 645,0м)
Бурение ведется с соблюдением всех правил, обеспечивающих необходимый выход керна. Бурение осуществляется коронкой типа МВП-1 диаметром 59 мм. По полезному ископаемому бурят в следующем порядке:
1) определяют контакт пустых пород с полезным ископаемым;
2) скважину подготавливают для бурения по полезному ископаемому;
3) бурят непосредственно по полезному ископаемому;
4) отрывают керн и поднимают его.
Перед бурением по полезному ископаемому выполняют следующие меро-приятия по подготовке скважины:
- промывают скважину до полного удаления шлама;
- извлекают оставшийся керн пустых пород;
- производят контрольный замер глубины скважины;
- готовят нужный буровой снаряд для бурения по полезному иско-паемому.
Способы повышения выхода керна.
Причинами плохого выхода керна являются: механическое воздействие ко-лонкового снаряда, приводящее вследствие вибрации к разрушению и истиранию керна; действие на керн промывочной жидкости, размывающей керн или вымы-вающей некоторые компоненты; возможность выпадения керна из колонковой тру-бы во время его извлечения из снаряда вследствие плохого заклинивания.
Основными задачами получения представительных керновых проб являются:
- защита керна от воздействия потока промывочной жидкости или соз-дание потока, направления течения и слива которого благоприятствуют со-хранности керна;
- защита керна от механических воздействий вращающейся колонковой трубы;
- надежный отрыв керна от забоя и удержание его в керноприемной трубе.
С целью повышения выхода керна, бурение ведется на пониженных скоро-стях, с минимальной осевой нагрузкой и минимальной подачей промывочной жид-кости. Для повышения выхода керна предусматривается сокращение рейсопроходки до 1,0-0,5 м. Подъем снаряда с керном полезного ископаемого производится без резких рывков, толчков и ударов.
В случае, если указанные мероприятия не обеспечат требуемый выход керна, должны быть применены специальные технические средства, обеспечивающие по-вышение выхода керна и его сохранность при подъеме на поверхность (двойные колонковые трубы, съемные керноприемники) [12].
1.7. Ликвидация скважины
После бурения скважины ликвидируются. Для этого ствол скважины промы-вается и заполняется глинистой цементной смесью (отнош. 1:1). После заполнения ствола скважины тампонирующим материалом скважина выдерживается несколько суток для застывания раствора. На устье скважины ставится заглушка, обсадные трубы не извлекаются. На заглушке наносится номер скважины, год бурения и ор-ганизация, бурившая скважину.
Расчет количества тампонирующего раствора, необходимого для ликвидации скважины:
Vтамп.р-ра = * (Н1+H2) (м3), где
d (м) - средний диаметр скважины;
Н1 - глубина основного ствола скважины (м);
Н2 - глубина дополнительного ствола скважины (м);
d=0,076(м)
Н = Н1+H2=1255 (м) Vтамп.р-ра = * 1255,0 =5.69 (м3)
Количество тампонирующего раствора для тампонирования всех скважин:
V = 2 * Vтамп.р-ра (м3)
V = 2 * 5.69 = 11.38 (м3)
1.8. Техника безопасности
При производстве буровых работ необходимо руководствоваться «Правилами безопасности при геологоразведочных работах».
Руководство буровыми геологоразведочными работами может быть возложе-но исключительно на лиц, имеющих на это право (инженер, техник, буровой мас-тер). Управление буровыми станками, подъемными механизмами, а также обслу-живание двигателей, компрессоров, электроустановок должны производиться ли-цами, имеющими на это право, подтвержденное соответствующим документом. Все рабочие, как вновь принимаемые, так и переводимые на другую работу, допус-каются к выполнению работ только после прохождения инструктажа по вопросам техники безопасности и обучения безопасным методам труда. Повторный инструк-таж всех рабочих по технике безопасности должен проводиться не реже одного раза в полугодие. Проведение обучения и повторного инструктажа должно быть зарегистрировано в «Журнале регистрации обучения и всех видов инструктажа по технике безопасности».
