Технологические мероприятия для получения кондиционного керна

Технологические мероприятия – это такие мероприятия для получения качественного керна, при которых не используются специальные технические средства. Технологические мероприятия можно разделить на три группы:

Общие мероприятия, связанные с выбором оптимальных разновидностей бурения и породоразрушающих инструментов.

Вторая группа - выбор очистных агентов.

Третья группа - конкретный выбор параметров режима бурения, обеспечивающих минимальное вредное воздействие на керн.

Первая группа. Выбор разновидностей бурения для интервалов скважины, в которых возможно разрушение керна зависит от факторов, вызывающих разрушение керна.

При бурении в мягких, рыхлых легко размываемых породах наилучшие условия для получения полного керна дает применение комплектов с гидротранспортом керна – КГК. Если применение КГК по тем или иным причинам нецелесообразно, приходится применять бурение простыми снарядами с твердосплавными коронками и с применением специально подобранной промывочной жидкостью.

В средних скальных породах лучше сохраняется керн при бурении снарядами ССК, если их применение целесообразно и по другим условиям.

В трещиноватых породах, где возможно самозаклинивание керна, целесообразно предусмотреть бурение с применением высокочастотного гидроударника (в том числе включенным в состав ССК).

В твердых породах и в породах переходной зоны VII – IX категорий лучше выход керна будет при алмазном бурении.

К этой же группе относится выбор типа и вида буровых коронок. Во-первых, при бурении в хрупких породах нельзя применять коронки с внутренней боковой плоскостью резцов (например, коронки М6, см. рис.49 д). Особо важно для уменьшения разрушения керна применять коронки с острыми резцами.

Второй важный выбор – выбор очистного агента с учетом его воздействия на керн, Особо важен выбор оптимального вида промывочной жидкости при бурении в мягких, рыхлых, слабых скальных породах. Здесь нужно подбирать такую промывочную жидкость, которая обладает наименьшей размывающей способностью и максимальными закрепляющими свойствами (создает тонкую прочную глинистую корку).

При бурении в твердых трещиноватых породах, где возможны самозаклинивания керна, необходимо применять жидкости со смазывающими свойствами, чтобы за счет смазки снижать трение и самозаклинивание керна.

При бурении в растворяемых породах (отложения солей и других растворяемых водой породах) применяют насыщенные солевые растворы, нейтральные к буримым породам, или инвертные эмульсии, в которых вода полностью связана.

При бурении в расплавляемых породах ( многолетнемерзлые породы) необходимо применять бурение с продувкой или охлажденные незамерзающие жидкости.

Третье направление – выбор и поддержание таких параметров режима бурения, которые оказывают минимальное вредное воздействие на керн. Для того чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить разрушение керна в процессе бурения необходимо подбирать величины параметров режима, обеспечивающие минимальное разрушение керна, то есть подбирают специальный режим бурения.

Осевая нагрузка оказывает сильное влияние на сохранность керна при бурении в слабых скальных и в трещиноватых породах. В таких породах для получения полного керна необходимо значительно снижать осевую нагрузку до 30 – 50 % от рекомендуемой с позиций максимальной скорости бурения.

Частота вращения – влияет на разрушение керна только при использовании дефектных колонковых труб (искривленных с вмятинами) при самозаклинивании керна и, особенно, когда увеличение частоты вращения вызывает вибрацию. В остальных случаях увеличение частоты вращения, наоборот, улучшает сохранение керна, поскольку увеличивается скорость бурения и, соответственно, уменьшается время воздействия на керн вредных для него факторов.

Расход очистного агента может играть решающую роль при бурении в размываемых породах. В этих случаях полностью сохранить керн удавалось за счет снижения расхода жидкости в несколько раз, иногда до 10 – 5 л/мин (при обычном расходе 40 – 60 л/мин). Снижение расхода промывочной жидкости может уменьшать разрушение керна и при бурении в скальных трещиноватых породах за счет уменьшения содействия потока жидкости самозаклиниванию керна. В остальных случаях расход очистного агента должен обеспечивать качественную очистку забоя, что будет способствовать сохранению керна.

Четвертое – к технологическим мероприятиям можно отнести улучшение состояния колонкового набора, в первую очередь колонковой трубы (или керноприемной трубы при бурении ССК). Для уменьшения разрушения керна внутреннюю поверхность колонковой трубы полируют и закаливают и, перед спуском в скважину, смазывают – это значительно уменьшает возможность самозаклинивания и разрушения керна.

При бурении в породах, в которых технологические мероприятия не обеспечивают полной защиты образующегося столбика породы от разрушающих его факторов, для получения кондиционного керна приходится применять специальные технические средства или технико-технологические мероприятия.