Для каждой группы, вида и разновидности скважин характерны свои результирующие ТП (табл. 4.1), обеспечивающие достижение конечной цели бурения. При бурении скважин, относящихся к группе А1, основной задачей является изучение концентрации, свойств и условий залегания ПИ. Решение указанных задач достигается с помощью отбора и изучения образцов породы (керна).
Отбор керна - сложный технологический процесс, при котором
горная порода разрушается не по всей плоскости забоя, а по кольцу, с сохранением
внутренней части породы в форме столбика - керна. Процесс отбора керна
затрудняется множеством неблагоприятных геологических факторов. К таким факторам
относится наличие рыхлых, неустойчивых, размываемых потоком бурового раствора,
трещиноватых, переслаиваемых ГП и ПИ, залегающих под различными углами к
горизонту. Для качественного отбора керна применяется большое количество
технико-технологических средств бурения, которые рассмотрены в соответствующих
разделах книги.
При сооружении инженерно - геологических скважин (А2), наряду
с отбором керна лабораторными исследованиями его ненарушенных образцов,
применяется зондирование, прессиометрия, метод штампов и гидрогеологические
исследования (Б1).
Зондирование - процесс исследования плотности и прочности грунтов посредством принудительного (динамического или статического) внедрения в него металлического наконечника.
Прессиометрия - измерение радиальной устойчивости грунта посредством нагнетания в резиновую цилиндрическую камеру, установленную в скважине, жидкости или газа.
Метод штампов используется для определения модуля деформации
грунта посредством нагружения (грузом, домкратом) установленной в скважине
металлической плиты, диаметров 320 мм.
При бурении скважин
группы Б1 основными технологическими задачами является изучение
качества жидких, газообразных ПИ, а также фильтрационных характеристик
продуктивных горизонтов. Данные задачи решаются в процессе вскрытия и
опробования продуктивных горизонтов (ПГ).
Вскрытие продуктивных горизонтов (ПГ)- комплекс работ, включающих его разбуривание при максимальном сохранении естественных свойств ПИ и фильтрационных характеристик ПГ.
Опробование ПГ включает отбор проб, определение дебита,
удельного дебита, радиуса влияния скважины и т.п. Опробование ПГ производится с
помощью испытателей пластов, эрлифтов и насосов.
При бурении
геотехнологических скважин (Б2) особое внимание уделяется изучению возможности
преобразования твердых ПИ в подвижное состояние. Целью изучения является выбор
оптимального процесса добычи ПИ (растворение, выщелачивание, гидродобыча,
выплавка, сжигание, газификация и т.п.).
Основной задачей, решаемой при
сооружении скважин группы В1, является обеспечение режима эффективной фильтрации
жидких и газообразных ПИ из пласта в скважину. Добыча жидких и газообразных ПИ
сложный, комплексный ТП, включающий вскрытие ПГ, оборудование и освоение
скважин, откачку ПИ.
Вскрытие продуктивных горизонтов эксплуатационно -
фильтрационных скважин сопровождается засорением (кольматажем) призабойной зоны
скважины частицами шлама и бурового раствора. К тому же такие скважины, как
правило, предполагают установку фильтра - сложный процесс оборудования
призабойной зоны. Бесфильтровые скважины бурятся редко.
Освоение скважины - процесс восстановления естественных фильтрационных характеристик ПГ - осуществляется с помощью интенсивной откачки ПИ до момента достижения проектного дебита. После прокачки скважина переводится на проектный режим работы.
Преобразование твердого ПИ в подвижное состояние (В2)
осуществляется с помощью растворения, гидродобычи, выщелачивания, выплавки,
сжигания, газификации и других результирующих ТП, которые выбираются с учетом
состава, свойств, условий залегания конкретного ПИ и Других эколого -
экономических и геолого - технических факторов.
Все скважины группы Г бурятся
сплошным забоем. При этом общей технологической задачей является поддержание
устойчивости стенок скважины в процессе бурения. Эта задача решается с помощью
промывки скважин различными ОА или заполнением скважины цементным раствором по
мере извлечения бурового снаряда.
Основной, результирующей задачей при бурении скважин группы П является
обеспечение качественного сцепления, сооружаемой буронабивной сваи, со стенками
скважины. Основные ТП в данном случае сводятся к монтажу стальных несущих
конструкций и их качественному цементированию.
Сооружение взрывных
скважин (Г2) связано с закладкой взрывчатых веществ на забой скважины и их
последующим взрыванием, поэтому специалисты буровики должны проходить
специальные подготовительные курсы.
Буровые скважины, относящиеся к группе ГЗ, имеют, как
правило, сильно искривленную траекторию. При этом наряду с проблемой
проводки скважины по заданной траектории, усугубляются вопросы,
связанные с обеспечением устойчивости стенок скважины. Особое значение
эта задача приобретает в процессе сооружения
горизонтальнонаправленных (сильно искривленных)
скважин.
Изложенные выше общие и частные ТП на практике выполняются
с помощью различных видов и разновидностей бурения. Следует
отметить, что вращательные виды и разновидности бурения являются более
перспективными по сравнению с другими, т.к. допускают параллельное выполнение
нескольких ТП, позволяя уменьшать себестоимость работ.
Таблица 4.1 Классификация скважин и технологических процессов
Группы, виды и разновидности скважин | Технологические задачи | Результирующие технологические процессы | ||
группа А Разведочные общего назначения | ||||
А1 А2 |
Геологоразведочные: опорные, параметрические, структурные, картировочные, поисковые, разведочные, эксплуатационно-разведочные Инженерно-геологические: разведочные, параметрические |
Изучение концентрации, свойств и условий залегания твердых ПИ
|
| |
группа Б Разведочно - фильтрационные | ||||
Б1
|
Гидрогеологические: разведочные, наблюдательные. режимные
|
Изучение качества жидких и газообразных ПИ, а также фильтрационных
характеристик продуктивных горизонтов |
Вскрытие продуктивных горизонтов | |
группа В Эксплуатационно-фильтрационные | ||||
В1
|
Водно-рассольные: добычные, дренажные, нагнетательные
|
Обеспечение эффективной фильтрации жидких и
газообразных ПИ из пласта в скважину Преобразование ПИ из твердого в подвижное состояние (В2) |
Вскрытие продуктивных горизонтов. Оборудование скважин Растворение, гидродобыча, выщелачивание, газификация ПИ, сжигание, выплавка (В2) Освоение скважин Откачка ПИ | |
группа Г Эксплуатационно - технические | ||||
Г1 Г2 Г3 |
Несущие: буронабивные, буроинъекционные Взрывные Коммуникационные: трубопроводные, кабельные |
Обеспечение качества сцепления опоры со стенками скважины Обеспечение безопасности взрывных работ Бурение скважины по заданной траектории |
Монтаж несущих конструкций Цементирование Взрывные работы Управление траекторией скважины |