Функция и режимы промывки скважин.

Тема 5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОМЫВКИ СКВАЖИН И БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ

Учебные вопросы: 1. Функция и режимы промывки скважин.

2. Требования к режиму промывки скважин.

3. Расчет режимов промывки скважин.

Функция и режимы промывки скважин.

Технологический процесс промывки скважин должен быть спроектирован и реализован так, чтобы достичь лучших технико-эко­номических показателей бурения. При этом главное внимание необходимо уделять выполнению:

· основных технологических функций

· ограничений.

Часто стремление к качественномувыполнению процесса промывки приводит к невыполнению ограничений. В этих случаях, прежде всего, решаются оптимизационные задачи, цель которых — выбрать в каж­дом конкретном случае экономически наиболее выгодное сочетание тех­нологических показателей процесса промывки, обеспечивающих:

1) мини­мальную стоимость скважины

2) достижение поставленной цели при сохранении высокого качества объекта.

I.Одной из функций промывки является разрушение забоя скважины,но это требование не обязательно, так как основную роль раз­рушении забоя обеспечивает долото. Промывка при разрушении забоя, особенно при бурении рыхлых пород, обеспечивает размыв на забое за счет гидромониторного эффек­та высокоскоростной струей бурового раствора, вытекающего из наса­док долота, тем самым обеспечивает скорость проходки скважины.

Кинетическую энергию выте­кающей из насадок долота струи бурового раствора для разрушения забояувеличиваютлибо:

· гидравлическую мощность до предела, срабаты­ваемую на долоте,

· силу гидравлического удара струи о забой.

В обоих случаях реализуют необходимую подачу буровых насосов с одновременным доведением до верхнего предела дав­ления нагнетания бурового раствора.

Недостатки интенсификации размыва забоя:

· резкое увеличение энергетических затрат на циркуляцию,

· раз­мыв ствола в интервалах неустойчивого разреза потоком в кольцевом пространстве,

· ухудшение условий механического разрушения забоя до­лотом в результате повышения забойного давления,

· поглощение буро­вого раствора в связи с возрастанием гидродинамического давления на пласты и др.

Основными функциями промывки скважин являются:

1) очистка забоя от разрушенной долотом породы

2) вынос шлама из скважины.

Чем быст­рее удаляются осколки породы с забоя потоком бурового раствора, тем эффектнее работает долото.

Для улучшения очистки забоя увеличивают:

1) вязкость бурового раствора

2) подачу бурового раствора к забою через насадки долота.

Наи­более предпочтителен второй метод.

Обязательное требование к процессу промывки скважин - выпол­нение функции транспортировки шлама на дневную поверхность.

Наиболее интенсивно осуществление гидротранспорта шлама от забоя на дневную поверхность это:

1. Высокая скорость циркуляции.

2. Повышенная плотность и вязкость бурового раствора.

Регулировать скорость выноса шлама из скважины можно, изменяя:

· подачу насосов,

· плотность и вязкость буро­вого раствора.

ВЫВОД: Для удовлетворительной очистки ствола скважины от шлама должно быть выбрано оптимальное соотношение между подачей буровых насосов, плотностью и показателями реологических свойств раствора.

Основной параметр, обеспечивающий компенсацию пластового давле­ния на границе со скважиной, — плотность бурового раствора повышается, по мере увеличения безопасность проходки, в то же время увеличивается давление на забое, по­вышается концентрация твердой фазы в буровом растворе, что может привести к заметному падению механической скорости проходки сква­жины и загрязнению продуктивных горизонтов, а также способствует гидроразрыву пластов.

Следовательно, плотность бурового раствора должна быть одновременно такой, что­бы:

1) обеспечить достаточное противодавление на проходимые пласты,

2) но в то же время она не должна заметно ухудшать условия работы долота

3) неухудшать эксплуатационные характеристики продуктивных горизонтов

4) не приво­дить к осложнениям.

Плотность как однин из основных факторов, обеспечи­вающих устойчивость стенок скважины. С ее увеличением интенсивность осыпей и обвалов ствола, как правило, уменьшается, однако при этом становится все более опасным другой вид осложнений — поглощения бурового раствора. Для повышения устойчивости стенок скважины регулируют одновременно:

· плотность,

· показатель фильт­рации,

· соленость бурового раствора с целью уменьшения проникнове­ния фильтрата бурового раствора в поры породы за счет фильтрации, ос­моса и др.

Важное технологическое качество бурового раствора — удержание находящихся в нем частиц во взвешенном состоянии, особенно в переры­вах циркуляции.

Буровой раствор должен обладать смазывающей способностью. Сма­зывая поверхность труб, опоры долота, гидравлическое оборудование, раствор способствует:

· уменьшению энергетических затрат на бурение,

· сокращению аварий с бурильными колоннами, что особенно важно при роторном бурении.

ВЫВОД: Содержание смазочных добавок в буровом растворе должно быть также оптимальным.

Охлаждение долота, бурильных труб, гидравлического оборудования способствует увеличению их долговечности и поэтому является также важ­ной функцией промывки. Охлаждение омываемых деталей тем лучше, чем:

· больше скорость циркуляции,

· ниже вязкость бурового рас­твора

· выше его теплоемкость и теплопроводность.