Лекция 20. Газообразные агенты

Для охлаждения долота, очистки забоя и выноса выбурен­ной породы из скважины применяют газообразные агенты: воз­дух, отработанные газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), природный газ, а также смеси отработанных газов ДВС с воздухом или природным газом. Возможно использование инертных газов, например азота.

Бурение скважин с продувкой ведется в разрезах, представ­ленных устойчивыми породами, при отсутствии интенсивных притоков пластовых вод. Используется продувка при роторном способе бурения, при бурении с пневмоударниками. Эффектив­ный вынос породы обеспечивается при скоростях восходящего потока агента не менее 15 м/с. Давление компрессоров при от­сутствии водопритоков составляет 0,25—0,60 МПа при глубине скважины 1000 м.

При небольших водопритоках (0,15 дм³ с) возможно образо­вание сальников, вызывающих затяжки и прихваты бурильной колонны. Поэтому вместе с газообразным агентом подается ПАВ, обычно в виде водного раствора, в количестве, достаточ­ном для разжижения слипшегося шлама и выноса его на по­верхность. При более интенсивных притоках сальники практи­чески не образуются, а бурение с продувкой осложняется в свя­зи с трудностями удаления воды, накапливающейся во время остановок циркуляции.

С помощью ПАВ удается вспенить воду и удалить ее из сква­жины при притоках до 2 дм³с. Если в разрезе есть неустойчивые породы, то в результате контакта с водой

могут начаться обвалы. Для их предотвращения в поток газообразного агента вводят бентонитовый глинистый раствор, обработанный ПАВ. При более интенсивных водопритоках бурение с продувкой воз­можно лишь после изоляции проявляющего пласта. Целесооб­разность бурения с продувкой при этом должна быть обоснова­на экономическим расчетом.

Газообразные агенты имеют следующие технологические осо­бенности: очень низкая плотность; незначительные величины реологических показателей; низкие теплофизические констан­ты — теплопроводность, теплоемкость.

К преимуществам газообразных агентов откосятся: 1) повы­шение показателей работы долот вследствие низкого давления среды на забой, улучшения очистки забоя, отсутствия глинистой корки на забое; 2) исключение затрат времени на борьбу с по­глощениями; 3) высокое качество вскрытия продуктивных пла­стов; 4) более высокий процент выноса керна.

Общие недостатки бурения скважин с продувкой газообраз­ными агентами сводятся к следующим: невозможность создания достаточного противодавления на высоконапорные пласты; рез­кое увеличение потребной мощности компрессоров при интенсив­ных водопритоках, а также в разрезах, представленных неус­тойчивыми породами, в результате чего бурить с продувкой ста­новится невозможным; необходимость компрессорного хозяйст­ва; повышенный износ элементов бурильной колонны; кроме того, при концентрации метана в воздухе 6,5—12,8% смесь ста­новится взрывоопасной; природный газ обладает повышенной пожароопасностью, а отработанные газы ДВС не всегда в до­статочном количестве имеются на буровой.

Особенности технологии бурения скважин с продувкой газо­образными агентами следующие:

1) скважины оборудуют противовыбросовым оборудо­ванием и герметизируют, а смесь агента со шламом отводят от буровой на 40—60 м в подветренную сторону; 2) в конце от­водной линии устанавливают горелку для предупреждения взры­вов и загазованности территории; 3) над долотом и под веду­щей трубой устанавливают обратные клапаны для предотвраще­ния выбросов; 4) в газообразные агенты вводят ингибиторы для снижения коррозионной активности; 5) с газообразным агентом подают ПАВ при водопритоках; 6) бурение с продувкой осуще­ствляется при меньших осевых нагрузках, чем при промывке.