ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕЙ ПРОМЫВКИ СКВАЖИН.

канд. техн. наук Филимоненко Н.Т,
Донецкий национальный технический университет

Источник:Сбрник научных трудов ДонГТУ. Серия горно-геологическая. Вып. 11, – До-нецк, ДонГТУ, 2000. с. 54-58.

   Нормальное функционирование производственного комплекса промышленных регионов Ук-раины в настоящее время невозможно без использования собственных топливноэнергетических ресурсов. В этом плане перспективным является извлечение метана из газоносных песчаников карбона, распространенных в геологических разрезах Донбасса. Однако традиционные технологии бурения способствуют кольматации пористых коллекторов коллоидной фазой бурового раствора и шламом, что создает определенные проблемы при их геофизических исследованиях и извлечении газа.

   Большой интерес представляет технология бурения с внутрискважинной пульсирующей промывкой, создаваемой посредством вытеснения жидкости на забой из вытеснительной камеры 1 (рис.1) сжатым воздухом, периодически подающимся в нее по колонне бурильных труб. Вытеснительная камера заполняется через всасывающий клапан (не показан) за счет гидростатического давления столба жидкости высотой H.

   При таком способе промывки уменьшается вероятность кольматации проницаемой зоны вследствие снижения гидростатического давления в скважине за счет:

меньшего насыщения столба жидкости выбуренным шламом;

возможности вести бурение при малом столбе жидкости в скважине.

   Уменьшение зашламования столба жидкости достигается благодаря малой интенсивности внутрискважинного пульсирующего циркуляционного процесса. Полученные автором формулы (1) и (2) для расчета средней скорости восходящего потока очистного агента V_в за период рабочего цикла пневматического вытеснителя дают такую ее величину, которая не позволяет перемещать шлам вверх в затрубном пространстве, расположенном над верхним торцом наружной шламовой трубы 3, способствуя сбору его в последнюю. При этом малая интенсивность промывки снижает вероятность задавливания коллоидной фазы очистного агента в пористый коллектор.

   Речь идет о средней скорости восходящего потока Vв за период рабочего цикла пневматического вытеснителя, поскольку по сравнению с традиционной этот вид промывки имеет отличительные особенности, обусловленные ее спецификой, а именно:

пульсирующий характер;

зависимость от параметров рабочего и очистного агента и конкретных условий бурения.

   >Для пневматического вытеснителя с погружным воздухораспределителем рабочий цикл будет состоять из трех этапов (рис.2):

вытеснение промывочной жидкости сжатым воздухом из вытеснительной камеры (продол-жительность этапа - t_в);

движение промывочной жидкости по инерции (продолжительность этапа - t_и);

заполнение вытеснительной камеры за счет гидростатического давления столба жидкости (продолжительность этапа - t_зап).

   Для вытеснителя с воздухораспределителем, установленным на дневной поверхности, рабочий цикл (рис. 3) будет включать три вышеназванных основных этапа. Кроме этого в рабочем цикле появятся дополнительные промежутки времени:

заполнение нагнетательной сети сжатым воздухом до момента открытия нагнетательного клапана (продолжительность этапа – t_зк);

выхлоп сжатого воздуха из колонны бурильных труб (продолжительность этапа – t_вв);

   При таком способе промывки уменьшается вероятность кольматации проницаемой зоны вследствие снижения гидростатического давления в скважине за счет:

меньшего насыщения столба жидкости выбуренным шламом;

возможности вести бурение при малом столбе жидкости в скважине.

   Для вытеснителя с воздухораспределителем, установленным на дневной поверхности, переключение воздухораспределителя на выхлоп происходит не сразу после окончания этапа вытеснения, а после прохождения упругой волны сжатого воздуха от конца до начала нагнетательной линии. Этот промежуток времени на циклограмме (рис.3) обозначен t_у1. Причем t_у1 может быть больше этапа движения жидкости по инерции t_и (рис.3а), или меньше t_и (рис.3б). Поэтому при большой длине нагнетательной сети пренебрегать этим промежутком времени было бы не корректно.

   Переключение воздухораспределителя на нагнетание так же происходит не сразу после окончания этапа заполнения вытеснительной камеры t_зап, а только после прохождения упругой волны сжатого воздуха по всей длине нагнетательной линии. Для этого потребуется время t_у2. Поэтому его необходимо так же учитывать.