Способ бурения скважин

Выбор способа бурения скважин представляет собой один из ответственных этапов при проектировании сооружения (строительства) скважин различного назначения, поскольку определяет многие технико-технологические решения - тип буровой установки, режимы бурения и др.

• Способы бурения инженерно-геологических скважин
• Способы колонкового бурения скважин
• Способы бурения скважин на воду
• Способы бурения нефтяных и газовых скважин 

Пример 4.1. Обосновать способ бурения геологоразведочной скважины, имеющей следующий геологический разрез (табл. 4.3).
Породы сильно раздроблены, относятся к VIII-XI категориям по буримости, средняя категория 9,3-9,5 (объединенный показатель буримости по методике ЦНИГРИ ρ_м=22,8-34,15). Твердость пород Р_ш по методу Л.А.Шрейнера 4000-6000 MПа. По степени устойчивости породы относятся к устойчивым. Исключения составляют интервалы трещиноватых сланцев (214-234 м) и зона разлома (504-526 м), разрушаемые гидродинамическими нагрузками и вибрациями снаряда. Выделенные интервалы относятся к среднеустойчивым. Отбор керна в интервале 0-450 м не требуется.

Таблица 4.3

Глубина, м	Краткая характеристика пород	Категория по буримости
0-20	Насосы	VI
20-214	Обломки песчаника и кварца; углеродисто-кварцевые алевролиты; переслаивание алевролитов и песчаников; сланцы слюдисто-кварцевые, трещиноватые; сланцы гпюдисто-кварцевые с прослоями песчаников	VIII- IX
214-234	Линзы трещиноватых сланцев	XI
234-390	Песчаники углеродисто-слюдисто-кварцевые с прослоями слюдисто-кварцевых сланцев, с зонами дробления пород; алевролиты углеродисто-слюдисто-кварцевые с прослоями сланцев и прожилками кварца	IX-X
390-410	Кварц плотный	IX
410-504	Алевролиты углеродисто-кварцевые с прослоями сланцев и кварцевыми прожилками; песчаники плотные с прожилками кварца	X
504-526	Зона разлома	IX
526-645	Песчаники углеродисто-слюдисто-кварцевые с прослоями сланцев слюдисто-кварцевых, с зонами дробления пород	IX
645-800	Песчаники с прослоями сланцев и прожилками кварца.	IX

Обоснование способа бурения. Поскольку разрез проектируемой скважины представлен кварцосодержащими породами, сланцами слюдисто-кварцевыми и песчаниками их следует отнести к абразивным и весьма абразивным породам. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе породоразрушающих инструментов и разработке технологии бурения.

Сложность геологического строения (частые чередования различных по физико-механическим свойствами пород, различная степень метаморфизма, складчатость, осложненная многочисленными разрывами залегания вмещающих пород) обусловливает и сложность геологоразведочного бурения в части получения кондиционного выхода керна и снижения раскола алмазного породоразрушающего инструмента.

Оценивая в совокупности требования геологического задания, целевое назначение скважин, учитывая установленные значения рм и категорию пород по буримости в соответствии с рекомендациями настоящего раздела выбирается вращательный способ бурения. Поскольку в интервале 0-450 м отбор кернового материала не требуется, бурение его следует проводить сплошным забоем (бескерновое бурение). Этот способ как отмечалось является одним из самых высокопроизводительных и экономичных Согласно существующих рекомендаций к отбору проб, для интервала 450-800м наиболее эффективным способом бурения является колонковый с использованием алмазного породоразрушающего инструмента.

Пример 4.2. На разведочной площади ранее не бурили ни одной скважины. По информации, полученной при бурении нескольких скважин на соседних площадях, в геологическом строении их принимают участие следующие породы:

• глины слоистые и неслоистые с прослоями мелкозернистого песка (0-150 м);
• глины плотные высокопластичные (150-1150 м);
• глины песчанистые аргиллитоиодобные, конгломераты, сцементированные известково-глинистым цементом (1150-2500 м);
• известняки трещиноватые с пропластками мергеля местами перемятые мягкие (2500-3400 м);
• песчано-глинистые отложения с прослоями аргиллитов (3400-3680 м);
• ангидритовая толща - переслаивание терригенных и карбонатных пород с aнгидритами (3680-3870 м);
• переслаивание песчаников и алевролитов (1870-4600 м).

Забойная температура на глубине 3400 м составляла 130 °С и возросла до 200 °С на проектной глубине. Интервал бурения 4400-4600 м представляет собой зону АВПД- При бурении на соседних площадях возникали поглощения бурового раствора, обвалы и осыпи горных пород, приводящие к образованию каверн; затяжки и посадки бурового инструмента при спускоподъемных операциях; искривление ствола скважины и связанное с этим желобообразование.

Следует выбрать способ бурения.

Обоснование выбора способа бурения.

Из анализа приведенных данных следует, что для геологического разреза характерны многочисленные интервалы, представленные мягкими породами, твердость которых ниже третьей категории по классификации Л.А.Шрейнера. Разбуриванис таких пород целесообразно вести энергоемкими лопастными дологами. К важнейшим особенностям, существенно влияющим на технологию бурения скважин и возникновение различных осложнений, относятся наличие зоны АВПД и высокая забойная температура.

Эти, а также другие особенности геологического разреза позволяют считать наиболее обоснованным выбор роторного способа бурения при проектировании первых скважин на новой разведочной площади.