Boring av brønner under vannteknologi. Brønnboringsprosessteknologi

Design av brønner for olje og gass utvikles og foredles i samsvar med de spesifikke geologiske forholdene for boring i et gitt område. Den skal sikre oppfyllelsen av oppgaven, d.v.s. oppnåelse av designdybden, åpning av olje- og gassforekomsten og gjennomføring av hele settet med studier og arbeid i brønnen, inkludert bruk i feltutviklingssystemet.

Utformingen av en brønn avhenger av kompleksiteten til den geologiske seksjonen, boremetoden, formålet med brønnen, metoden for å åpne den produktive horisonten og andre faktorer.

De første dataene for utformingen av brønndesignet inkluderer følgende informasjon:

formål og dybde av brønnen;

designhorisont og egenskaper til reservoarbergarten;

geologisk seksjon på stedet for brønnen med tildeling av soner med mulige komplikasjoner og indikasjon av reservoartrykk og hydraulisk fraktureringstrykk etter intervaller;

diameteren til produksjonsstrengen eller den endelige diameteren til brønnen, dersom driften av produksjonsstrengen ikke er gitt.

Designordre brønndesign for olje og gass neste.

Valgt bunnhullsdesign . Utformingen av brønnen i reservoarintervallet skal gi beste forhold olje og gass strømmer inn i brønnen og den mest effektive utnyttelsen av reservoarenergien til olje- og gassforekomsten.

Den nødvendige antall foringsrørstrenger og dybder av deres nedstigning. For dette formålet plottes en graf over endringen i koeffisienten av anomali for reservoartrykk k, og absorpsjonstrykkindeksen kabl.

Valget er begrunnet diameteren til produksjonsstrengen og diametrene til foringsrørstrenger og bits er koordinert. Diameter beregnes fra bunn til topp.

Sementeringsintervaller velges. Fra foringsrørskoen til brønnhodet sementeres følgende: ledere i alle brønner; mellom- og produksjonsstrenger i lete-, prospekterings-, parametriske, referanse- og gassbrønner; mellomsøyler i oljebrønner med en dybde på mer enn 3000 m; i en seksjon med en lengde på minst 500 m fra skoen til mellomsøylen i oljebrønner opp til 3004) m dype (forutsatt at alle permeable og ustabile bergarter er dekket med sementslurry).

Intervallet for sementering av produksjonsstrenger i oljebrønner kan begrenses til seksjonen fra skoen til seksjonen som ligger minst 100 m over nedre ende av forrige mellomstreng.

Alle foringsrørstrenger i brønner konstruert i vannområder er sementert i hele lengden.

Stadier av utforming av et hydraulisk program for spyling av en brønn med borevæsker.

Det hydrauliske programmet forstås som et sett med justerbare parametere for brønnspylingsprosessen. Utvalget av justerbare parametere er som følger: indikatorer for borevæskeegenskaper, strømningshastighet til borepumper, diameter og antall dyser til jetbits.

Ved utarbeidelse av et hydraulisk program antas det:

Eliminer væskeshow fra dannelse og tap av boreslam;

For å forhindre erosjon av brønnveggene og mekanisk spredning av det transporterte borekaks for å utelukke produksjon av borevæske;

Sørg for fjerning av boret stein fra det ringformede rommet i brønnen;

Skap forhold for maksimal bruk av jeteffekten;

Rasjonelt bruk den hydrauliske kraften til pumpeenheten;

Utelukke nødsituasjoner ved driftsstans, sirkulasjon og oppstart av borepumper.

De listede kravene til det hydrauliske programmet er oppfylt under forutsetning av formalisering og løsning av et multifaktorielt optimaliseringsproblem. Kjente ordninger for utforming av spyleprosessen til borebrønner er basert på beregning av hydraulisk motstand i systemet i henhold til den gitte pumpestrømmen og indikatorer for egenskapene til borevæsker.

Lignende hydrauliske beregninger utføres i henhold til følgende skjema. Først, basert på empiriske anbefalinger, settes hastigheten til borevæsken i ringrommet og den nødvendige strømningen av slampumper beregnes. I henhold til passkarakteristikkene til slampumper, velges diameteren på bøssingene som kan gi den nødvendige flyten. Deretter, i henhold til passende formler, bestemmes hydrauliske tap i systemet uten å ta hensyn til trykktap i borkronen. Området med dyser av dysebits velges basert på forskjellen mellom det maksimale passutløpstrykket (tilsvarende de valgte foringene) og de beregnede trykktapene på grunn av hydraulisk motstand.

Prinsipper for å velge en boremetode: hovedutvelgelseskriteriene, tatt i betraktning brønnens dybde, temperaturen i brønnhullet, kompleksiteten til boringen, designprofilen og andre faktorer.

Valg av en boremetode, utvikling av mer effektive metoder for ødeleggelse av bergarter i bunnen av en brønn, og løsning av mange spørsmål knyttet til konstruksjon av en brønn er umulig uten å studere egenskapene til brønnen. steiner, betingelsene for deres forekomst og påvirkningen av disse forholdene på egenskapene til bergarter.

Valget av boremetode avhenger av strukturen til reservoaret, dets reservoaregenskaper, sammensetningen av væskene og / eller gassene som finnes i det, antall produktive mellomlag og formasjonstrykkanomali-koeffisientene.

Valget av en boremetode er basert på en komparativ vurdering av dens effektivitet, som bestemmes av mange faktorer, som hver, avhengig av de geologiske og metodiske kravene (GMT), formålet og betingelsene for boringen, kan være avgjørende.

Valget av brønnboremetode er også påvirket av det tiltenkte formålet med boreoperasjoner.

Når man velger en boremetode, bør man styres av formålet med brønnen, de hydrogeologiske egenskapene til akviferen og dens dybde, og mengden arbeid for å utvikle reservoaret.

Kombinasjon av BHA-parametre.

Når du velger en boremetode, i tillegg til tekniske og økonomiske faktorer, bør det tas i betraktning at sammenlignet med BHA, er roterende BHAer basert på en nedihullsmotor mye mer teknologisk avanserte og mer pålitelige i drift, mer stabile på designbane.

Avhengighet av avbøyningskraften på boret på hullets krumning for en stabiliserende BHA med to sentralisatorer.

Når du velger en boremetode, i tillegg til tekniske og økonomiske faktorer, bør det tas i betraktning at sammenlignet med en BHA basert på en nedihullsmotor, er roterende BHAer mye mer teknologisk avanserte og mer pålitelige i drift, mer stabile på konstruksjonen bane.

For å underbygge valget av boremetode i post-saltforekomster og bekrefte konklusjonen ovenfor om den rasjonelle metoden for boring, ble de tekniske indikatorene for turbin- og rotasjonsboring av brønner analysert.

Ved valg av boremetode med hydrauliske motorer nede i borehullet, etter å ha beregnet aksialvekten på borkronen, er det nødvendig å velge type nedihullsmotor. Dette valget er tatt med hensyn til det spesifikke dreiemomentet på borkronens rotasjon, aksial belastning på borkronen og slamtettheten. De tekniske egenskapene til den valgte nedihullsmotoren blir tatt i betraktning ved utformingen av borkronens RPM og det hydrauliske brønnrenseprogrammet.

Spørsmål om valg av boremetode bør avgjøres på grunnlag av en mulighetsstudie. Hovedindikatoren for å velge en boremetode er lønnsomhet - kostnaden for 1 m penetrering. [ 1 ]

Før du går videre til valg av boremetode for å utdype hullet ved bruk av gassformige midler, bør det tas i betraktning at deres fysiske og mekaniske egenskaper introduserer ganske visse begrensninger, siden noen typer gassformige midler ikke er anvendelige for en rekke boremetoder. På fig. 46 viser mulige kombinasjoner forskjellige typer gassformige midler med moderne boremetoder. Som det fremgår av diagrammet, er metodene for boring med en rotor og en elektrisk drill den mest allsidige når det gjelder bruk av gassformige midler, jo mindre universell er turbinmetoden, som bare brukes ved bruk av luftede væsker. [ 2 ]

Effekt-til-vekt-forholdet til PBU har mindre effekt på valg av boremetoder og deres varianter enn kraft-til-vekt-forholdet til en borerigg på land, siden PBU i tillegg til selve boreutstyret er utstyrt med hjelpeutstyr som er nødvendig for drift og oppbevaring på borepunktet. I praksis fungerer bore- og hjelpeutstyr vekselvis. Minimum nødvendig effekt-til-vekt-forhold for MODU bestemmes av energien som forbrukes av hjelpeutstyret, som er mer enn nødvendig for boredrevet. [ 3 ]

Åttende, seksjon teknisk prosjekt dedikert valg av boremetode, standardstørrelser på nedihullsmotorer og borelengder, utvikling av boremoduser. [ 4 ]

Valget av en eller annen brønnprofil avgjør med andre ord i stor grad valg av boremetode5 ]

Transportabiliteten til MODU avhenger ikke av metallforbruket og kraft-til-vekt-forholdet til utstyret og påvirker ikke valg av boremetode, da den slepes uten å demontere utstyret. [ 6 ]

Valget av en eller annen type brønnprofil avgjør med andre ord i stor grad valg av boremetode, borekronetype, hydraulisk boreprogram, parametere for boremodus og omvendt. [ 7 ]

Rulleparametrene til den flytende basen bør bestemmes ved beregning allerede i de innledende stadiene av skrogdesignet, siden dette bestemmer driftsområdet for sjøbølger, der normal og sikker drift er mulig, samt valg av boremetode, systemer og enheter for å redusere innvirkningen av pitching på arbeidsflyten. Rullereduksjon kan oppnås ved rasjonelt valg av skrogstørrelser, deres innbyrdes arrangement og bruk av passive og aktive fond kjempe mot pitching. [ 8 ]

Den vanligste metoden for leting og utnyttelse grunnvann boring av brønner og brønnerester. Valg av boremetode bestemme: graden av hydrogeologisk kunnskap om området, formålet med arbeidet, den nødvendige påliteligheten til den innhentede geologiske og hydrogeologiske informasjonen, de tekniske og økonomiske indikatorene for boremetoden som vurderes, kostnaden for 1 m3 produsert vann, brønnens liv. Valget av brønnboringsteknologi påvirkes av temperaturen på grunnvannet, graden av mineralisering og aggressivitet i forhold til betong (sement) og jern. [ 9 ]

Ved boring av ultradype brønner er forebygging av krumning av brønnhullet svært viktig på grunn av de negative konsekvensene av krumningen til brønnen når den utdypes. Derfor, når velge metoder for boring av ultradype brønner, og spesielt deres øvre intervaller, bør oppmerksomhet rettes mot å opprettholde vertikaliteten og rettheten til borehullet. [ 10 ]

Spørsmålet om valg av boremetode bør avgjøres på grunnlag av en mulighetsstudie. Hovedindikatoren for valg av boremetode er lønnsomhet - kostnaden for 1 m penetrering. [ 11 ]

Dermed overskrider hastigheten på rotasjonsboring med slamspyling hastigheten på slagboring med 3–5 ganger. Derfor er den avgjørende faktoren i valg av boremetode bør være en økonomisk analyse. [ 12 ]

Teknisk og økonomisk effektivitet av prosjektet for bygging av olje og gassbrønner i stor grad avhenger av gyldigheten av prosessen med utdyping og spyling. Utforming av teknologien til disse prosessene inkluderer valg av boremetode, type steinskjærende verktøy og boremoduser, utforming av borestrengen og dens bunnlayout, hydraulisk fordypningsprogram og indikatorer for borevæskeegenskaper, typer borevæsker og nødvendige mengder kjemiske reagenser og materialer for å opprettholde deres egenskaper. Vedtakelsen av designbeslutninger bestemmer valget av type borerigg, som i tillegg avhenger av utformingen av foringsrørstrengene og de geografiske boreforholdene. [ 13 ]

Anvendelsen av resultatene av å løse problemet skaper en bred mulighet til å utføre en dyp, omfattende analyse av utviklingen av borkroner i et stort antall objekter med et bredt utvalg av boreforhold. Samtidig er det også mulig å utarbeide anbefalinger til valg av boremetoder, nedihullsmotorer, borepumper og borevæske. [ 14 ]

I praksisen med å konstruere brønner for vann har følgende boremetoder blitt utbredt: roterende med direkte spyling, roterende med omvendt spyling, roterende med luftspyling og sjokktau. Søknadsbetingelser ulike måter boring bestemmes av de faktiske tekniske og teknologiske egenskapene til borerigger, samt kvaliteten på arbeidet med bygging av brønner. Det skal bemerkes at når valg av brønnboremetode på vann er det nødvendig å ta hensyn til ikke bare hastigheten på borebrønner og framstillingsevnen til metoden, men også tilveiebringelsen av slike parametere for åpningen av akviferen, der deformasjonen av bergarter i bunnhullssonen observeres til en minimumsgrad, og dens permeabilitet reduseres ikke sammenlignet med formasjonen. [ 1 ]

Det er mye vanskeligere å velge en boremetode for å fordype et vertikalt brønnhull. Hvis man kan forvente en krumning av det vertikale hullet når man borer ut et intervall valgt basert på praksisen med å bore med borevæsker, brukes som regel lufthammere med passende borekrone. Hvis ingen krumning observeres, da valg av boremetode utføres som følger. For myke bergarter (myke skifer, gips, kritt, anhydritter, salt og myke kalksteiner) er det tilrådelig å bruke elektrisk boring med borekronehastigheter opp til 325 rpm. Etter hvert som hardheten til bergarter øker, er boremetodene ordnet i følgende rekkefølge: fortrengningsmotor, rotasjonsboring og roterende slagboring. [ 2 ]

Fra et synspunkt om å øke hastigheten og redusere kostnadene ved å bygge brønner med PDR, er metoden for boring med kjernehydrotransport interessant. Denne metoden, med unntak av de ovennevnte begrensningene for bruken, kan brukes i utforskningen av plasseringer med PBU på prospekterings- og prospekterings- og vurderingsstadier av geologisk leting. Kostnaden for boreutstyr, uavhengig av boremetoder, overstiger ikke 10 % av totalkostnaden til PBU. Derfor vil en endring i kostnadene for kun boreutstyr ikke ha en betydelig innvirkning på kostnadene ved produksjon og vedlikehold av MODU og på valg av boremetode. En økning i kostnadene for en borerigg er berettiget bare hvis den forbedrer arbeidsforholdene, øker sikkerheten og hastigheten på boringen, reduserer antall nedetider på grunn av værforhold og forlenger boresesongen. [ 3 ]

Valg av borekronetype og boremodus: utvalgskriterier, metoder for å innhente informasjon og bearbeide den for å etablere optimale moduser, justere verdien av parametere .

Valget av borkronen gjøres på grunnlag av kunnskap om bergartene (g/p) som utgjør dette intervallet, dvs. i henhold til kategorien av hardhet og i henhold til kategorien av abrasiveness g / p.

I prosessen med å bore en letebrønn og noen ganger en produksjonsbrønn, velges bergarter med jevne mellomrom i form av intakte pilarer (kjerner) for å kompilere en stratigrafisk seksjon, studere de litologiske egenskapene til de passerte bergartene, identifisere innholdet av olje og gass i porene i steinene osv.

For å trekke ut kjernen til overflaten brukes kjernebits (fig. 2.7). En slik borkrone består av et borehode 1 og et kjernesett festet til borehodet med en gjenge.

Ris. 2.7. Skjema av kjernebitanordningen: 1 - borehode; 2 - kjerne; 3 - jordbærer; 4 - kropp av kjernesettet; 5 - kuleventil

Avhengig av egenskapene til fjellet det bores i med kjerneprøvetaking, brukes kjegle-, diamant- og karbidborhoder.

Boremodus - en kombinasjon av slike parametere som betydelig påvirker ytelsen til borkronen, som boreren kan endre fra konsollen sin.

Pd [kN] – vekt på borkronen, n [rpm] – rotasjonshastighet for borkronen, Q [l/s] – strømningshastighet (mating) av ind. vel, H [m] - penetrasjon per bit, Vm [m / h] - mek. penetrasjonshastighet, Vav=H/tB – gjennomsnitt,

Vm(t)=dh/dtB – momentan, Vr [m/t] – ruteborehastighet, Vr=H/(tB + tSPO + tB), C [rub/m] – driftskostnader per 1m penetrering, C= ( Cd+Sch(tB + tSPO + tB))/H, Cd – kostnaden for biten; Cch - kostnaden for 1 times arbeidsøvelse. rev.

Stadier for å finne den optimale modusen - på designstadiet - operasjonell optimalisering av boremodusen - justering av designmodusen, under hensyntagen til informasjonen som er oppnådd under boreprosessen.

I designprosessen bruker vi inf. oppnådd ved å bore brønner. i dette

region, analogt. kond., data på goelog. seksjon brønner., anbefalinger fra produsenten bore. instr., arbeidsegenskaper for nedihullsmotorer.

2 måter å velge litt nederst på: grafisk og analytisk.

Kutterne i borehodet er montert på en slik måte at fjellet i midten av bunnen av brønnen ikke kollapser under boring. Dette skaper forutsetninger for dannelse av kjerne 2. Det er fire-, seks- og ytterligere åttekoniske borehoder designet for boring med kjerneboring i ulike bergarter. Plasseringen av steinskjærende elementer i diamant- og hardlegerte borehoder gjør det også mulig å ødelegge stein kun langs periferien av bunnhullet.

Når brønnen er utdypet, kommer den resulterende bergsøylen inn i kjernesettet, som består av et legeme 4 og et kjerneløp (jordbærer) 3. Kroppen til kjernesettet tjener til å koble borehodet til borestrengen, plasser jordbærer og beskytte den mot mekanisk skade, samt å føre spylevæsken mellom ham og jordbæreren. Gryntonoska er designet for å motta kjernen, lagre den under boring og ved løfting til overflaten. For å utføre disse funksjonene er kjernebrytere og kjerneholdere installert i den nedre delen av jordbæreren, og en kuleventil 5 er installert på toppen, som passerer gjennom seg selv væsken som fortrenges fra jordbæreren når den er fylt med en kjerne .

I henhold til metoden for å installere jordbæreren i kjernesettets kropp og i borehodet, er det kjernebor med en avtagbar og ikke-avtakbar jordbærer.

Kjernetønner med en flyttbar mudder lar deg løfte mudderen med en kjerne uten å løfte borestrengen. For å gjøre dette senkes en fanger ned i borestrengen på et tau, ved hjelp av hvilken en jordbærer fjernes fra kjernesettet og heves til overflaten. Deretter, ved hjelp av samme fanger, senkes en tom jordbærer og installeres i kroppen til kjernesettet, og boringen med kjerneboring fortsetter.

Kjernebor med avtagbar jordbærer brukes i turbinboring, og med en fast - ved rotasjonsboring.

Hoveddiagram for testing av en produktiv horisont ved hjelp av en formasjonstester på rør.

Formasjonstestere er svært mye brukt i boring og gjør det mulig å få den største mengden informasjon om objektet som testes. En moderne husformasjonstester består av følgende hovedenheter: et filter, en pakker, en tester i seg selv med utjevnings- og hovedinnløpsventiler, en stengeventil og en sirkulasjonsventil.

Skjematisk diagram av ett-trinns sementering. Trykkendring i sementeringspumpene som er involvert i denne prosessen.

Entrinnsmetoden for brønnsementering er den vanligste. Med denne metoden tilføres sementslurry med et gitt intervall om gangen.

Det siste stadiet av boreoperasjoner er ledsaget av en prosess som involverer brønnsementering. Levedyktigheten til hele strukturen avhenger av hvor godt disse arbeidene utføres. Hovedmålet som forfølges i prosessen med å utføre denne prosedyren er å erstatte borevæsken med sement, som har et annet navn - sementoppslemming. Sementering av brønner innebærer introduksjon av en sammensetning som må herde og bli til stein. Til dags dato er det flere måter å utføre prosessen med å sementere brønner på, den mest brukte av dem er mer enn 100 år gammel. Dette er en ett-trinns foringsrørsementering, introdusert til verden i 1905 og brukt i dag med bare noen få modifikasjoner.

sementeringsprosess

Brønnsementeringsteknologi involverer 5 hovedtyper av arbeid: den første er å blande sementslurryen, den andre er å pumpe sammensetningen inn i brønnen, den tredje mater blandingen inn i ringrommet ved den valgte metoden, den fjerde er sementblandingens herding, den femte er å kontrollere kvaliteten på det utførte arbeidet.

Før arbeidet påbegynnes, bør det utarbeides et sementeringsskjema, som er basert på tekniske beregninger av prosessen. Det vil være viktig å ta hensyn til gruvedrift og geologiske forhold; lengden på intervallet som trenger å styrkes; egenskaper ved utformingen av brønnhullet, så vel som dens tilstand. Erfaringen med å utføre slikt arbeid i et bestemt område bør også brukes i prosessen med å utføre beregninger.

Figur 1 — Skjema for en ett-trinns sementeringsprosess.

På fig. 1 kan du se bildet av ordningene for en-trinns sementeringsprosessen. "I" - start på å mate blandingen inn i fatet. "II" er tilførselen av blandingen som injiseres inn i brønnen, når væsken beveger seg nedover foringsrøret, "III" er starten på pluggesammensetningen inn i ringrommet, "IV" er det siste stadiet av blandingen tvinges gjennom. I skjema 1 - en trykkmåler, som er ansvarlig for å kontrollere trykknivået; 2 - sementeringshode; 3 - plugg plassert på toppen; 4 - bunnplugg; 5 - foringsrørstreng; 6 - borehullsvegger; 7 - stoppring; 8 - væske beregnet for å skyve sementblandingen; 9 - borevæske; 10 - sementblanding.

Skjematisk diagram av to-trinns sementering med diskontinuitet i tid. Fordeler og ulemper.

Trinnvis sementering med diskontinuitet i tid Sementeringsintervallet er delt i to deler, og en spesiell sementeringshylse er installert i ok ved grensesnittet. Utenfor søylen, over koblingen og under denne, er det plassert sentreringslys. Sementer først den nedre delen av søylen. For å gjøre dette pumpes 1 porsjon CR inn i kolonnen i volumet som er nødvendig for å fylle CP fra kolonneskoen til sementeringshylsen, deretter fortrengningsvæsken. For sementering av 1. trinn må volumet av fortrengningsvæsken være lik strengens indre volum. Etter å ha lastet ned pzh, slipper de en ball inn i kolonnen. Under tyngdekraften synker ballen nedover strengen og sitter på den nedre hylsen av sementeringshylsen. Deretter pumpes bobilen inn i kolonnen igjen: trykket i den øker over pluggen, bøssingen beveger seg ned til stoppet, og bobilen gjennom de åpnede hullene går utover kolonnen. Gjennom disse hullene spyles brønnen til sementmørtelen stivner (fra flere timer til en dag). Deretter pumpes 2 porsjoner CR inn, og topppluggen frigjøres og løsningen fortrenges med 2 porsjoner PG. Pluggen, etter å ha nådd hylsen, forsterkes ved hjelp av pinner i kroppen til sementeringshylsen, forskyver den ned; samtidig lukker hylsen åpningene til koblingen og skiller søylens hulrom fra girkassen. Etter herding bores pluggen ut. Installasjonsstedet for koblingen er valgt avhengig av årsakene som førte til at man brukte sementeringsmørtler. I gassbrønner er sementeringshylsen installert 200-250m over toppen av den produktive horisonten. Dersom det er fare for absorpsjon under brønnsementering, beregnes hylsens plassering slik at summen av de hydrodynamiske trykkene og det statiske trykket til løsningskolonnen i ringrommet er mindre enn bruddtrykket til den svake formasjonen. Sementhylsen skal alltid plasseres mot stabile ugjennomtrengelige formasjoner og sentrert med lanterner. Påfør: a) hvis absorpsjon av løsningen er uunngåelig under ett-trinns sementering; b) hvis en formasjon med høyt trykk åpnes og i løpet av herdingsperioden for løsningen etter en-trinns sementering, kan det forekomme tverrstrømmer og gassshow; c) dersom entrinns sementering krever samtidig deltakelse i driften av et stort antall sementpumper og blandemaskiner. Feil: et stort gap i tid mellom slutten av sementering av den nedre seksjonen og begynnelsen av sementering av den øvre. Denne mangelen kan i stor grad elimineres ved å installere en ekstern pakning på ok, under den sementerte hylsen. Hvis det ringformede rommet til brønnen etter sementering av det nedre trinnet er forseglet med en pakning, kan du umiddelbart begynne å sementere den øvre delen.

Prinsipper for beregning av foringsrørstreng for aksial strekkfasthet for vertikale brønner. Spesifisiteten til beregningen av kolonner for skrå og avvikende brønner.

Foringsrørberegning begynne med bestemmelse av overskytende ytre trykk. [ 1 ]

Beregning av foringsrørstrenger utføres under prosjekteringen for å velge veggtykkelser og styrkegrupper for foringsrørmaterialet, samt for å kontrollere samsvar med standard sikkerhetsfaktorer fastsatt under prosjekteringen med de forventede, under hensyntagen til de rådende geologiske, teknologiske , markedsforhold for produksjon. [ 2 ]

Beregning av foringsrørstrenger med en trapesformet tråd for spenning utføres basert på tillatt belastning. Ved senking av foringsrørstrenger i seksjoner tas lengden på seksjonen som lengden på strengen. [ 3 ]

Foringsrørberegning inkluderer å bestemme faktorene som påvirker foringsrørskader og velge de mest passende stålkvalitetene for hver spesifikke operasjon når det gjelder pålitelighet og økonomi. Utformingen av foringsrørstrengen må oppfylle kravene til strengen under ferdigstillelse og drift av brønnen. [ 4 ]

Beregning av foringsrørstrenger for retningsbrønner skiller seg fra det som brukes for vertikale brønner ved valg av strekkstyrke avhengig av intensiteten av krumningen til brønnhullet, samt ved bestemmelse av ytre og indre trykk, der posisjonen til punktene som er karakteristiske for en skrånende brønnen bestemmes av dens vertikale projeksjon.

Beregning av foringsrørstrenger produsert i henhold til maksimalverdiene for overskytende ytre og indre trykk, så vel som aksiale belastninger (under boring, testing, drift, reparasjon av brønner), mens det tas hensyn til deres separate og felles handling.

Hovedforskjell foringsstrengberegning for retningsbrønner fra beregningen for vertikale brønner er å bestemme strekkstyrken, som produseres avhengig av intensiteten av krumningen til brønnhullet, samt beregningen av ytre og indre trykk, tar hensyn til forlengelsen av brønnhullet

Valg av kabinett og foringsstrengberegning for styrke utføres under hensyntagen til det maksimale forventede overskuddet av ytre og indre trykk når løsningen er fullstendig erstattet av formasjonsvæske, samt aksiale belastninger på rør og væskeaggressivitet i stadiene av brønnkonstruksjon og drift basert på eksisterende strukturer.

Hovedlastene i beregningen av strengen for styrke er aksiale strekkbelastninger fra egen vekt, samt ytre og indre overtrykk ved sementering og brønndrift. I tillegg virker andre belastninger på kolonnen:

· aksiale dynamiske belastninger i perioden med ustabil bevegelse av søylen;

· aksiale belastninger på grunn av friksjonskreftene til strengen mot veggene i brønnen under dens nedstigning;

· trykkbelastninger fra en del av sin egen vekt ved lossing av kolonnen til bunnen;

· bøyelaster som oppstår i avvikende brønner.

Beregning av produksjonsstrengen for en oljebrønn

Konvensjoner vedtatt i formlene:

Avstand fra brønnhode til strengsko, m L

Avstand fra brønnhodet til sementslurryen, m h

Avstand fra brønnhodet til væskenivået i kolonnen, m N

Krympevæsketetthet, g/cm 3 r kjølevæske

Borevæsketetthet bak strengen, g/cm 3 r BR

Tettheten til væsken i kolonnen r B

Tetthet av sement Sementmørtel bak søyle r CR

For høyt internt trykk på dybden z, MPa R WIz

For høyt ytre trykk i dybden z P NIz

Overdreven kritisk eksternt trykk, hvor spenningen

Trykket i rørlegemet når flytepunktet Р КР

Reservoartrykk i dybden z R PL

Krympetrykk

Totalvekt av kolonnen med utvalgte seksjoner, N (MN) Q

Sementring avlastningsfaktor k

Sikkerhetsfaktor ved beregning for eksternt overtrykk n KR

Strekkfasthetsfaktor n STR

Figur 69 — Skjema for brønnsementering

På h > H Vi bestemmer overskytende ytre trykk (på ferdigstillelsesstadiet) for følgende karakteristiske punkter.

1: z = 0; Р n.i.z = 0,01ρ b.r. * z; (86)

2: z = H; P n. og z = 0,01ρ b. p * H, (MPa); (87)

3: z = h; P n.i z \u003d (0,01 [ρ b.p h - ρ i ​​(h - H)]), (MPa); (88)

4: z = L; R n.i z \u003d (0,01 [(ρ c.r - ρ c) L - (ρ c. r - ρ b. r) h + ρ i H)] (1 - k), (MPa). (89)

Bygge et diagram ABCD(Figur 70). For å gjøre dette, i horisontal retning i den aksepterte skalaen, setter vi til side verdiene ρ n. og z på poeng 1 -4 (se diagram) og koble disse punktene i serie med hverandre med rette linjestykker

Figur 70. Diagrammer over ekstern og intern

overtrykk

Vi bestemmer overskytende indre trykk fra tilstanden til å teste foringsrøret for tetthet i ett trinn uten en pakning.

Brønnhodetrykk: P y \u003d P pl - 0,01 ρ i L (MPa). (90)

De viktigste faktorene som påvirker kvaliteten på brønnsementering og arten av deres innflytelse.

Kvaliteten på separasjon av permeable formasjoner ved sementering avhenger av følgende grupper av faktorer: a) sammensetningen av pluggblandingen; b) sammensetning og egenskaper til sementslurry; c) sementeringsmetode; d) fullstendig utskifting av fortrengningsvæske med sementslurry i brønnens ringformede rom; e) styrken og tettheten til adhesjonen av sementsteinen til foringsrørstrengen og brønnens vegger; f) bruk av ytterligere midler for å forhindre forekomst av filtrering og dannelse av suffusjonskanaler i sementslurryen i løpet av fortyknings- og herdingsperioden; g) brønnens hvilemodus i perioden med fortykning og herding sementslurry.

Prinsipper for beregning av nødvendige mengder sementeringsmaterialer, blandemaskiner og sementeringsenheter for klargjøring og injeksjon av sementeringsslurry i foringsrørstrengen. Ordning for stropping av sementeringsutstyr.

Det er nødvendig å beregne sementering for følgende forhold:

- reservekoeffisient på høyden av stigningen av sementslurryen, introdusert for å kompensere for faktorer som ikke kan tas i betraktning (bestemt statistisk i henhold til sementeringsdataene fra tidligere brønner); og - henholdsvis den gjennomsnittlige diameteren til brønnen og den ytre diameteren til produksjonsstrengen, m; - lengden på sementeringsseksjonen, m; - den gjennomsnittlige indre diameteren til produksjonsstrengen, m; - høyden (lengden) av sementglasset som er igjen i kolonnen, m; , tatt i betraktning dets komprimerbarhet, - = 1,03; - - koeffisient som tar hensyn til tapet av sement under lasting og lossing og klargjøring av løsningen; - - - tettheten til sementoppslemmingen , kg / m3 - tetthet av boreslammet, kg / m3; n - relativ vanninnhold - vanntetthet, kg / m3 - bulkdensitet av sement, kg / m3;

Volumet av sementslurry som kreves for sementering av et gitt brønnintervall (m3): Vc.p.=0,785*kp*[(2-dn2)*lc+d02*hc]

Fortrengningsvæskevolum: Vpr=0,785* - *d2*(Lc-);

Buffervæskevolum: Vb=0,785*(2-dn2)*lb;

Masse av oljebrønn Portland sement: Мц= - **Vцр/(1+n);

Vannvolumet for tilberedning av sementslurry, m3: Vw = Mts*n/(kts*pv);

Før sementering blir tørt sementmateriale lastet inn i traktene til blandemaskiner, det nødvendige antallet er: nc = Mts/Vcm, hvor Vcm er volumet til blandetrakten.

Metoder for å utstyre den nedre delen av brønnen i sonen til den produktive formasjonen. Betingelser som hver av disse metodene kan brukes under.

1. En produktiv forekomst bores uten å blokkere de overliggende bergartene med en spesiell foringsrørstreng, deretter senkes foringsrørstrengen til bunnen og sementeres. For å kommunisere det indre hulrommet til foringsrøret med en produktiv avsetning, er det perforert, dvs. et stort antall hull bores i søylen. Metoden har følgende fordeler: enkel å implementere; gjør det mulig å selektivt kommunisere en brønn med et hvilket som helst mellomlag i en produktiv forekomst; kostnadene ved selve boringen kan være mindre enn med andre innføringsmetoder.

2. Tidligere ble foringsrørstrengen senket og sementert til toppen av den produktive forekomsten, og isolerer de overliggende bergartene. Det produktive reservoaret bores deretter med bor med mindre diameter og brønnhullet under foringsrørskoen blir stående åpen. Metoden er kun anvendelig hvis den produktive forekomsten er sammensatt av stabile bergarter og er mettet med bare én væske; den tillater ikke selektiv utnyttelse av noe mellomlag.

3. Den skiller seg fra den forrige ved at brønnhullet i den produktive avsetningen er dekket med et filter som er opphengt i foringsrørstrengen; mellomrommet mellom skjermen og strengen er ofte forseglet med en pakker. Metoden har samme fordeler og begrensninger som den forrige. I motsetning til den forrige, kan den tas i tilfeller der en produktiv forekomst er sammensatt av bergarter som ikke er tilstrekkelig stabile under drift.

4. Brønnen er dekket med en rørstreng til taket av den produktive innskuddet, deretter bores sistnevnte og dekkes med en foring. Foringen er sementert langs hele sin lengde og deretter perforert mot et forhåndsbestemt intervall. Med denne metoden kan betydelig forurensning av reservoaret unngås ved å velge spylevæske kun under hensyntagen til situasjonen i selve reservoaret. Den tillater selektiv utnyttelse av ulike mellomlag og lar deg raskt og kostnadseffektivt utvikle en brønn.

5. Den skiller seg fra den første metoden bare ved at etter utboring av den produktive forekomsten senkes en foringsrørstreng ned i brønnen, hvis nedre seksjon tidligere består av rør med slissede hull, og ved at den er sementert bare over taket på den produktive forekomsten. Den perforerte delen av kolonnen plasseres mot den produktive avsetningen. Med denne metoden er det umulig å sikre selektiv utnyttelse av ett eller annet mellomlag.

Faktorer tatt i betraktning ved valg av sementeringsmateriale for sementering av et bestemt brønnintervall.

Valget av sementmaterialer for sementering av foringsrørstrenger bestemmes av seksjonens litofasitetsegenskaper, og hovedfaktorene som bestemmer sammensetningen av sementoppslemmingen er temperatur, reservoartrykk, hydraulisk fraktureringstrykk, tilstedeværelsen av saltavsetninger, typen væske, etc. I det generelle tilfellet består sementslurryen av sement, middels blandemidler, akseleratorer og retardere av herdetid, filtreringsindeksreduserende midler og spesielle tilsetningsstoffer. Oljebrønnsement velges som følger: i henhold til temperaturintervallet, i henhold til intervallet for måling av tettheten til sementoppslemmingen, i henhold til væsketypene og sedimentene i sementeringsintervallet, er sementmerket spesifisert. Blandemediet velges avhengig av tilstedeværelsen av saltavsetninger i brønndelen eller graden av saltholdighet i formasjonsvannet. For å forhindre for tidlig fortykning av sementslurryen og vanning av produktive horisonter, er det nødvendig å redusere filtreringshastigheten til sementslurryen. NTF, gipan, CMC, PVA-TR brukes som reduksjonsmidler for denne indikatoren. For å forbedre den termiske stabiliteten til kjemiske tilsetningsstoffer, strukturere dispersjonssystemer og fjerne bivirkninger ved bruk av noen reagenser brukes leire, kaustisk soda, kalsiumklorid og kromater.

Valg av kjernesett for å oppnå en kjerne av høy kvalitet.

Kjernemottakende verktøy - et verktøy som gir mottak, separasjon fra massivet av g / p og bevaring av kjernen under boreprosessen og under transport gjennom brønnen. opp til å trekke det ut på pov-Th for forskning. Varianter: - P1 - for rotasjonsboring med avtagbar (hentbar av BT) kjernemottaker, - P2 - ikke-avtakbar kjernemottaker, - T1 - for turbinboring med avtagbar kjernemottaker, - T2 - med ikke-flyttbar kjernemottaker. Typer: - for kjerneprøvetaking fra en rekke tette g/s (dobbeltkjerneløp med en kjernemottaker, isolert fra bukspyttkjertelkanalene og roterende med prosjektillegemet), - for kjerneprøvetaking i sprukket, krøllete eller vekslende inn tetthet og hardhet (ikke-roterende kjernemottaker, opphengt i ett eller flere lagre og pålitelige kjerneavtrekkere og kjerneholdere), - for kjerneprøvetaking i bulk g/n, enkelt razr. og utvasking. PZH (skal gi fullstendig forsegling av kjernen og blokkering av kjernemottakshullet ved slutten av boringen)

Designfunksjoner og bruksområder for borerør.

Ledende borerør tjener til å overføre rotasjon fra rotoren til borestrengen. Borerør er vanligvis firkantede eller sekskantede. De er laget i to versjoner: prefabrikkerte og solide. Borerør med støtende ender kommer med støt innvendig og utvendig. Borerør med sveisede tilkoblingsender er laget i to typer: TBPV - med sveisede tilkoblingsender langs den oppstyrte delen og TBP - med sveisede forbindelsesender langs den ikke-forstyrrede delen. ved endene av røret, sylindrisk gjenge med en stigning på 4 mm, trykkforbindelse av røret med låsen, tett sammenkobling med låsen. Borerør med stabiliseringskrager skiller seg fra standardrør ved tilstedeværelsen av glatte seksjoner av røret rett bak den påskrudde nippelen og kragen til låsen og stabiliserende tetningsbånd på låsene, konisk (1:32) trapesformet gjenge med en stigning på 5,08 mm med parring langs den indre diameteren……….

Prinsipper for beregning av borestrengen ved boring med nedihullsmotor .

Beregning av BC ved boring av en SP av en rettskrående seksjon av en retningsbrønn

Qprod=Qcosα; Qnorm=Qsinα; Ftr=μQn=μQsinα;(μ~0,3);

Pprod=Qprod+Ftr=Q(sinα+μsinα)

LI>=Lsp+Lbt+Lnc+lI1+…+l1n

Beregning av BC ved boring av en 3D buet seksjon av en retningsbrønn.

II

Pi=FIItr+QIIprosjekt QIIprosjekt=|goR(sinαk-sinαn)|

Pi=μ|±2goR2(sinαk-sinαn)-goR2sinαkΔα±PnΔα|+|goR2(sinαk-sinαn)|

Δα=-- If>, så cos “+”

“-Pn” – når kurvatur er satt “+Pn” – når krumning tilbakestilles

det anses at på seksjonen består BC av en seksjon =πα/180=0,1745α

Prinsipper for beregning av borestrengen ved rotasjonsboring.

Statisk beregning, når vekslende sykliske spenninger ikke tas i betraktning, men konstante bøye- og torsjonsspenninger tas i betraktning

For tilstrekkelig styrke eller utholdenhet

Statisk beregning for vertikale brønner:

;

Kz=1,4 - ved normer. konv. Kz=1,45 - med komplikasjoner. konv.

for bakker

;

;

boremodus. Metode for optimalisering

Boremodus - en kombinasjon av slike parametere som betydelig påvirker ytelsen til borkronen og som boreren kan endre fra konsollen sin.

Pd [kN] – vekt på borkronen, n [rpm] – rotasjonshastighet for borkronen, Q [l/s] – strømningshastighet (mating) av ind. vel, H [m] - penetrasjon per bit, Vm [m / h] - mek. penetrasjonshastighet, Vav=H/tB – gjennomsnitt, Vm(t)=dh/dtB – momentan, Vr [m/t] – linjeborehastighet, Vr=H/(tB + tSPO + tB), C [rub/m ] – driftskostnader per 1m penetrering, C=(Cd+Sch(tB + tSPO + tB))/H, Cd – kostnad for borkronen; Cch - kostnaden for 1 times arbeidsøvelse. rev. Optimalisering av boremodus: maxVp – rekon. vel, minC – exp. vi vil..

(Pd, n, Q)opt=minC, maxVr

C=fl(Pd, n, Q); Vp=f2(Pd, n, Q)

Stadier for å finne den optimale modusen - på designstadiet - operasjonell optimalisering av boremodusen - justering av designmodusen under hensyntagen til informasjonen innhentet under boreprosessen

I designprosessen bruker vi inf. oppnådd ved å bore brønner. i denne regionen, analogt. kond., data på goelog. seksjon brønner., anbefalinger fra produsenten bore. instr., arbeidsegenskaper for nedihullsmotorer.

2 måter å velge toppbits ved bunnhull:

- grafisk tgα=dh/dt=Vm(t)=h(t)/(topt+tsp+tv) - analytisk

Klassifisering av tilsigsstimuleringsmetoder under brønnutvikling.

Utbyggingen innebærer et sett med arbeider for å forårsake innstrømning av væske fra den produktive formasjonen, rense sonen nær borehull fra forurensning og gi betingelser for å oppnå høyest mulig produktivitet av brønnen.

For å oppnå en tilstrømning fra den produktive horisonten, er det nødvendig å redusere trykket i brønnen betydelig under formasjonstrykket. Eksistere forskjellige måter trykkreduksjoner basert enten på erstatning av en tung borevæske med en lettere, eller på en jevn eller kraftig reduksjon i væskenivået i produksjonsstrengen. For å indusere tilsig fra et reservoar som består av svakt stabile bergarter, brukes metoder for å gradvis redusere trykket eller med en liten amplitude av trykksvingninger for å forhindre ødeleggelse av reservoaret. Hvis den produktive formasjonen er sammensatt av en veldig sterk stein, oppnås ofte den største effekten med en skarp dannelse av store forsenkninger. Når du velger en metode for å indusere tilstrømning, størrelsen og arten av å skape nedsettelse, er det nødvendig å ta hensyn til stabiliteten og strukturen til reservoarbergarten, sammensetningen og egenskapene til væskene som metter den, graden av forurensning under åpning, tilstedeværelse av permeable horisonter plassert i nærheten over og under, styrken til foringsrørstrengen og tilstanden til brønnforingen. Med en veldig skarp opprettelse av en stor nedtrekking er et brudd på styrken og tettheten til støtten mulig, og med en kortvarig, men sterk økning i trykk i brønnen, absorpsjon av væske i den produktive formasjonen.

Bytte ut en tung væske med en lettere. Rørstrengen senkes nesten til bunnhullet dersom den produktive formasjonen er sammensatt av godt stabilt fjell, eller tilnærmet til de øvre perforeringene dersom fjellet ikke er tilstrekkelig stabilt. Utskiftingen av væsken utføres vanligvis ved omvendt sirkulasjonsmetode: en væske pumpes inn i det ringformede rommet av en mobil stempelpumpe, hvis tetthet er mindre enn tettheten til spylevæsken i produksjonsstrengen. Når den lettere væsken fyller ringrommet og fortrenger den tyngre væsken i slangen, øker trykket i pumpen. Den når sitt maksimum i det øyeblikket den lette væsken nærmer seg slangeskoen. p wmt =(p pr -r kul)qz nkt +p nkt +p mt, hvor p pr og p exp er tetthetene til tunge og lette væsker, kg/m; z rør - dybden av nedstigningen til rørstrengen, m; p nkt og p mt - hydrauliske tap i rørstrengen og i ringrommet, Pa. Dette trykket bør ikke overstige produksjonshusets trykkprøvetrykk p< p оп.

Hvis bergarten er svakt stabil, reduseres verdien av reduksjonen i tetthet for en sirkulasjonssyklus enda mer, noen ganger til p -p = 150-200 kg/m3. Ved planlegging av arbeid med å kalle innstrømning bør man ta hensyn til dette og klargjøre på forhånd beholdere med tilførsel av væsker med passende tettheter, samt tetthetskontrollutstyr.

Når du pumper en lettere væske, overvåkes tilstanden til brønnen i henhold til trykkmåleravlesningene og forholdet mellom strømningshastighetene til væskene som injiseres inn i det ringformede rommet og strømmer ut av røret. Hvis strømningshastigheten til den utgående væsken øker, er dette et tegn på at innstrømningen fra reservoaret har begynt. Ved en rask økning i strømningshastighet ved utløpet av røret og et trykkfall i det ringformede rommet, ledes den utgående strømningen gjennom en ledning med en strupe.

Hvis du erstatter kraftig spylevæske med rent vann eller det ikke er nok avgasset olje til å produsere en jevn strøm fra reservoaret, andre metoder for å øke tappet eller stimulering brukes.

Når reservoaret er sammensatt av svakt stabil bergart, er ytterligere trykkreduksjon mulig ved å erstatte vann eller olje med en gass-væskeblanding. For å gjøre dette er en stempelpumpe og en mobil kompressor koblet til brønnens ringrom. Etter å ha spylt brønnen til rent vann, reguleres pumpestrømmen slik at trykket i den er betydelig lavere enn det som er tillatt for kompressoren, og den nedadgående strømningshastigheten er på nivået rundt 0,8-1 m/s, og kompressoren er slått på. Luftstrømmen som injiseres av kompressoren blandes i lufteren med vannstrømmen som tilføres av pumpen, og gass-væskeblandingen kommer inn i ringrommet; trykket i kompressoren og pumpen vil da begynne å øke og nå et maksimum i det øyeblikket blandingen nærmer seg slangeskoen. Når gass-væskeblandingen beveger seg langs rørstrengen og det ikke-kullsyreholdige vannet fortrenges, vil trykket i kompressoren og pumpen synke. Graden av lufting og reduksjon av statisk trykk i brønnen økes i små trinn etter fullføring av en eller to sirkulasjonssykluser, slik at trykket i det ringformede rommet ved munningen ikke overstiger det tillatte for kompressoren.

En betydelig ulempe med denne metoden er behovet for å opprettholde tilstrekkelig høye luft- og vannstrømningshastigheter. Det er mulig å redusere forbruket av luft og vann betydelig og sikre en effektiv trykkreduksjon i brønnen ved bruk av tofaset skum i stedet for en vann-luftblanding. Slike skum fremstilles på basis av mineralisert vann, luft og et egnet skummende overflateaktivt middel.

Redusere trykket i brønnen med en kompressor. For å indusere tilsig fra formasjoner som består av sterke, stabile bergarter, er kompressormetoden for å redusere væskenivået i brønnen mye brukt. Essensen av en av variantene av denne metoden er som følger. En mobil kompressor pumper luft inn i det ringformede rommet på en slik måte at den skyver væskenivået i det så langt som mulig, lufter væsken i slangen og skaper en forsenkning, nødvendig å få tak i tilsig fra reservoaret. Hvis det statiske nivået av væsken i brønnen før start av operasjonen er ved munningen, dybden som nivået i ringrommet kan skyves tilbake til når luft injiseres.

Hvis z cn > z slanger, vil luften som injiseres av kompressoren bryte inn i slangen og begynne å lufte væsken i dem så snart nivået i det ringformede rommet synker til slangeskoen.

Hvis z cn > z-rør, så på forhånd, når du senker røret ned i brønnene, er det installert spesielle startventiler i dem. Den øvre startventilen er installert i en dybde på z "start = z" sn - 20m. Når luft injiseres av kompressoren, vil startventilen åpne i det øyeblikket trykket i røret og i det ringformede rommet i dybden av installasjonen er like; i dette tilfellet vil luften begynne å komme ut gjennom ventilen i røret og lufte væsken, og trykket i det ringformede rommet og i røret vil avta. Hvis, etter at trykket i brønnen er redusert, tilstrømningen fra reservoaret ikke starter og nesten all væske fra røret over ventilen fortrenges av luft, vil ventilen stenge, trykket i ringrommet øker igjen, og væskenivået vil synke til neste ventil. Dybden z"" av installasjonen av neste ventil kan bli funnet fra ligningen hvis vi legger inn den z \u003d z "" + 20 og z st \u003d z" sn.

Hvis det statiske nivået til væsken i brønnen før starten av operasjonen er plassert betydelig under brønnhodet, så når luft injiseres inn i ringrommet og væskenivået skyves tilbake til en dybde på z cn, vil trykket på den produktive dannelsen øker, noe som kan føre til absorpsjon av en del av væsken inn i den. Det er mulig å forhindre absorpsjon av væske inn i formasjonen hvis en pakning er installert i den nedre enden av rørstrengen, og en spesiell ventil er installert inne i rørstrengen og bruker disse enhetene for å skille den produktive formasjonssonen fra resten av brønnen. I dette tilfellet, når luft injiseres inn i det ringformede rommet, vil trykket på formasjonen forbli uendret inntil trykket i rørstrengen over ventilen faller under formasjonstrykket. Så snart nedtrekkingen er tilstrekkelig for innstrømning av formasjonsvæske, vil ventilen stige og formasjonsvæsken vil begynne å stige langs røret.

Etter å ha mottatt tilstrømningen av olje eller gass, må brønnen arbeide i noen tid med høyest mulig strømningshastighet, slik at borevæsken og dets filtrat som har trengt inn der, samt andre siltpartikler, kan fjernes fra nær- brønnsone; samtidig reguleres strømningshastigheten slik at ødeleggelsen av reservoaret ikke begynner. Med jevne mellomrom tas prøver av væsken som strømmer fra brønnen for å studere dens sammensetning og egenskaper og kontrollere innholdet av faste partikler i den. Ved å redusere innholdet av faste partikler vurderes forløpet med å rense nærstammesonen fra forurensning.

Hvis brønnstrømningshastigheten er lav, til tross for etableringen av en stor nedgang, tyr vanligvis til forskjellige metoder for å stimulere reservoaret.

Klassifisering av tilsigsstimuleringsmetoder i prosessen med brønnutvikling.

Basert på analysen av kontrollerte faktorer er det mulig å bygge en klassifisering av kunstige stimuleringsmetoder både på reservoaret som helhet og på bunnhullssonen til hver spesifikke brønn. I henhold til handlingsprinsippet er alle metoder for kunstig påvirkning delt inn i følgende grupper:

1. Hydro-gass dynamikk.

2. Fysisk og kjemisk.

3. Termisk.

4. Kombinert.

Blant metodene for kunstig stimulering av formasjonen, er de mest utbredte hydro-gass-dynamiske metoder forbundet med å kontrollere formasjonstrykket ved å pumpe forskjellige væsker inn i reservoaret. I dag er mer enn 90 % av oljen produsert i Russland assosiert med reservoartrykkkontrollmetoder ved å pumpe vann inn i reservoaret, kalt reservoartrykkvedlikehold (RPM) flommetoder. Ved en rekke felt utføres trykkvedlikehold ved gassinjeksjon.

Feltutviklingsanalyse viser at dersom reservoartrykket er lavt, tilførselssløyfen er langt nok fra brønnene, eller dreneringsmodusen ikke er aktiv, kan oljeutvinningsgradene være ganske lave; oljeutvinningsgraden er også lav. I alle disse tilfellene er bruk av et eller annet PPD-system nødvendig.

Dermed er hovedproblemene med å håndtere prosessen med å utvikle reserver ved kunstig stimulering av reservoaret assosiert med studiet av vannoversvømmelse.

Metoder for kunstig påvirkning på bunnhullssoner i en brønn har et betydelig bredere spekter av muligheter. Påvirkningen på bunnhullsonen utføres allerede på stadiet av den første åpningen av den produktive horisonten under konstruksjonen av brønnen, noe som som regel fører til en forringelse av egenskapene til bunnhullsonen. De mest utbredte er metoder for å påvirke bunnhullsonen under brønndrift, som igjen er delt inn i metoder for intensivering av tilsig eller injektivitet og metoder for å begrense eller isolere vanntilførsel (reparasjons- og isolasjonsarbeid - RIR).

Klassifiseringen av metoder for å påvirke bunnhullsonen med sikte på å intensivere tilsiget eller injektiviteten er presentert i fanen. en, og for å begrense eller isolere vanntilsig - inn fanen. 2. Det er ganske åpenbart at tabellene ovenfor, som er ganske komplette, bare inneholder de mest testede i praksis metodene for kunstig påvirkning på CCD. De utelukker ikke, men antyder tvert imot behovet for tillegg både når det gjelder eksponeringsmetoder og materialer som brukes.

Før vi går videre til vurderingen av metoder for å styre utviklingen av reserver, bemerker vi at studieobjektet er et komplekst system som består av en forekomst (oljemettet sone og påfyllingsområde) med dens reservoaregenskaper og mettende væsker og et visst antall brønner systematisk plassert på forekomsten. Dette systemet er hydrodynamisk enhetlig, noe som innebærer at enhver endring i noen av dets elementer automatisk fører til en tilsvarende endring i driften av hele systemet, dvs. dette systemet er selvjusterende.

Beskriv de tekniske midlene for å innhente operasjonell informasjon under boreprosessen.

Informasjonsstøtte for prosessen med å bore olje- og gassbrønner er det viktigste leddet i prosessen med brønnbygging, spesielt når det settes inn i utvikling og utvikling av nye olje- og gassfelt.

Kravene til informasjonsstøtte for bygging av olje- og gassbrønner består i denne situasjonen i overføring av informasjonsteknologi til kategorien informasjonsstøttende og informasjonspåvirkende, der informasjonsstøtte, sammen med innhenting av nødvendig informasjonsmengde, vil gi en ekstra økonomisk, teknologisk eller annen effekt. Disse teknologiene inkluderer følgende komplekse verk:

kontroll av bakketeknologiske parametere og valg av de mest optimale boremodusene (for eksempel valg av optimale vekter på borkronen, noe som gir høy penetrasjonshastighet);

nedihullsmålinger og logging under boring (MWD- og LWD-systemer);

måling og innsamling av informasjon, ledsaget av samtidig kontroll av den teknologiske prosessen med boring (kontroll av banen til en horisontal brønn ved hjelp av kontrollerte nedihullsorientatorer i henhold til telemetrisystemer nedihulls).

I informasjonsstøtten til brønnkonstruksjonsprosessen spilles en spesielt viktig rolle geologisk og teknologisk forskning (GTI). Hovedoppgaven til slamloggingstjenesten er å studere den geologiske strukturen til brønndelen, identifisere og evaluere produktive lag og forbedre kvaliteten på brønnkonstruksjonen basert på den geologiske, geokjemiske, geofysiske og teknologiske informasjonen innhentet under boreprosessen. Driftsinformasjon mottatt av GTI-tjenesten har veldig viktig ved boring av letebrønner i dårlig utforskede regioner med vanskelige gruve- og geologiske forhold, samt ved boring av retnings- og horisontale brønner.

Men på grunn av nye krav til informasjonsstøtte av boreprosessen, kan oppgavene som løses av slamloggingstjenesten utvides betydelig. Det høyt kvalifiserte operatørpersonalet til GTI-partiet, som arbeider ved boreriggen, gjennom hele brønnkonstruksjonssyklusen, i nærvær av passende maskinvare og metodologiske verktøy og programvare, er i stand til å løse praktisk talt et komplett spekter av oppgaver for informasjonsstøtte for boreprosessen:

geologisk, geokjemisk og teknologisk forskning;

vedlikehold og drift med telemetrisystemer (MWD og LWD-systemer);

service autonome systemer målinger og logging, nedstigning på rør;

boreslam parameter kontroll;

brønnhus kvalitetskontroll;

studier av reservoarvæske under testing og testing av brønner;

logging via kabel;

tilsynstjenester mv.

I en rekke tilfeller er kombinasjonen av disse arbeidene i geologiske undersøkelsesfester økonomisk mer lønnsomt og gjør det mulig å spare på uproduktive kostnader for vedlikehold av spesialiserte, snevert fokuserte geofysiske parter, og minimere transportkostnader.

Imidlertid er det på det nåværende tidspunkt ingen tekniske og programvare-metodologiske midler som gjør det mulig å kombinere de oppførte verkene til en enkelt teknologisk kjede på GTI-stasjonen.

Derfor ble det nødvendig å utvikle en mer avansert GTI-stasjon av en ny generasjon, som vil utvide funksjonaliteten til GTI-stasjonen. Vurder hovedarbeidsområdene i dette tilfellet.

Grunnleggende krav til moderne GTI-stasjon er pålitelighet, allsidighet, modularitet og informativitet.

Stasjonsstruktur vist i fig. 1. Den er bygget på prinsippet om distribuerte fjerninnsamlingssystemer, som er sammenkoblet ved hjelp av et standard serielt grensesnitt. Hovedinnsamlingssystemene på lavt nivå er huber designet for å koble fra det serielle grensesnittet og koble individuelle bestanddeler stasjoner: gassloggingsmodul, geologisk instrumentmodul, digitale eller analoge sensorer, informasjonstavler. Gjennom de samme konsentratorene er andre autonome moduler og systemer koblet til innsamlingssystemet (til operatørens registreringsdatamaskin) - en kvalitetskontrollmodul for brønnforingsrør (manifoldblokk), bakkebaserte moduler for telemetrisystemer nede i borehullet, geofysiske dataregistreringssystemer for "Hector" eller "Vulcano" type, og etc.

Ris. 1. Forenklet blokkskjema over GTI-stasjonen

Huber skal samtidig gi galvanisk isolasjon av kommunikasjons- og strømkretser. Avhengig av oppgavene som er tildelt GTI-stasjonen, kan antallet konsentratorer være forskjellig - fra flere enheter til flere titalls stykker. Programvare station GTI gir full kompatibilitet og godt koordinert arbeid i ett enkelt programvaremiljø for alle tekniske midler.

Prosessvariable sensorer

Teknologiske parametersensorer som brukes i GTI-stasjoner er en av de viktigste komponentene i stasjonen. Effektiviteten til slamloggingstjenesten for å løse problemer med overvåking og operasjonell styring av boreprosessen avhenger i stor grad av nøyaktigheten til avlesningene og påliteligheten til driften av sensorene. Men på grunn av de tøffe driftsforholdene (bredt temperaturområde fra -50 til +50 ºС, aggressivt miljø, sterke vibrasjoner, etc.), forblir sensorene det svakeste og mest upålitelige leddet i det tekniske utstyret til gjørmeloggingen.

De fleste av sensorene som ble brukt i produksjonspartier av GTI-er ble utviklet på begynnelsen av 90-tallet ved å bruke innenlandsk elementbase og primære måleelementer fra innenlandsk produksjon. På grunn av mangelen på valg ble det dessuten brukt offentlig tilgjengelige primære omformere, som ikke alltid oppfylte de strenge kravene til arbeid i en borerigg. Dette forklarer den utilstrekkelig høye påliteligheten til sensorene som brukes.

Prinsippene for måling av sensorer og deres designløsninger er valgt i forhold til gammeldagse innenlandske borerigger, og derfor er det vanskelig å installere dem på moderne borerigger, og enda mer på utenlandskproduserte borerigger.

Det følger av det foregående at utviklingen av en ny generasjon sensorer er ekstremt relevant og tidsriktig.

Ved utvikling av GTI-sensorer er et av kravene deres tilpasning til alle borerigger som finnes på det russiske markedet.

Tilgjengeligheten av et bredt utvalg av sensorer med høy nøyaktighet og svært integrerte små mikroprosessorer tillater utvikling av høypresisjons, programmerbare sensorer med stor funksjonalitet. Sensorene har unipolar forsyningsspenning og både digitale og analoge utganger. Kalibrering og justering av sensorer utføres programmatisk fra en datamaskin fra stasjonen, muligheten for programvarekompensasjon for temperaturfeil og linearisering av sensorkarakteristikk er gitt. Den digitale delen av det elektroniske kortet for alle typer sensorer er av samme type og skiller seg bare i innstillingen av det interne programmet, noe som gjør det enhetlig og utskiftbart under reparasjonsarbeid. Utseende sensorer er vist i fig. 2.

Ris. 2. Sensorer av teknologiske parametere

Krokbelastningssensor har en rekke funksjoner (fig. 3). Prinsippet for drift av sensoren er basert på å måle strekkkraften til borelinjen ved "blind" ved hjelp av en strekkmåler kraftsensor. Sensoren har innebygd prosessor og ikke-flyktig minne. All informasjon blir registrert og lagret i dette minnet. Mengden minne lar deg lagre en månedlig mengde informasjon. Sensoren kan utstyres med en autonom strømforsyning, som sikrer driften av sensoren når den eksterne strømforsyningen er frakoblet.

Ris. 3. Krok vektsensor

Drillers informasjonstavle er designet for å vise og visualisere informasjon mottatt fra sensorer. Utseendet til resultattavlen er vist i fig. fire.

På frontpanelet til borekonsollen er det seks lineære skalaer med ekstra digital indikasjon for visning av parametere: dreiemoment på rotoren, SF-trykk ved innløpet, SF-tetthet ved innløpet, SF-nivå i tanken, SF-flow ved innløpet , SF flyt ved utgangen. Parametrene for vekt på kroken, WOB vises på to sirkulære skalaer med ytterligere duplisering i digital form, analogt med GIV. I den nedre delen av brettet er det en lineær skala for visning av borehastighet, tre digitale indikatorer for visning av parametere - bunnhullsdybde, posisjon over bunnhullet, gassinnhold. Den alfanumeriske indikatoren er utformet for å vise tekstmeldinger og advarsler.

Ris. 4. Utseendet til informasjonstavlen

Geokjemisk modul

Den geokjemiske modulen til stasjonen inkluderer en gasskromatograf, en totalgassinnholdsanalysator, en gass-luftledning og en borevæskeavgasser.

viktigst integrert del geokjemisk modul er en gasskromatograf. For umiskjennelig, klar identifikasjon av produktive intervaller i prosessen med åpningen, er det nødvendig med et veldig pålitelig, nøyaktig, svært følsomt instrument som lar deg bestemme konsentrasjonen og sammensetningen av mettede hydrokarbongasser i området fra 110 -5 til 100 %. For dette formålet, for å fullføre GTI-stasjonen, a gasskromatograf "Rubin"(Fig. 5) (se artikkelen i denne utgaven av NTV).

Ris. 5. Feltkromatograf "Rubin"

Følsomheten til den geokjemiske modulen til slamloggestasjonen kan også økes ved å øke avgassingskoeffisienten til borevæsken.

For å isolere bunnhullsgassen oppløst i borevæsken, to typer avgassere(Fig. 6):

flytende avgassere av passiv handling;

aktive avgassere med tvungen strømningsdeling.

Flyteavgassere er enkle og pålitelige i drift, men de gir en avgassingskoeffisient på ikke mer enn 1-2%. Avgassere med tvangsknusing kan gi en avgassingsfaktor på opptil 80-90 %, men er mindre pålitelige og krever konstant overvåking.

Ris. 6. Slamavgassere

a) passiv flytegasser; b) aktiv avgasser

Kontinuerlig analyse av det totale gassinnholdet utføres vha ekstern totalgasssensor. Fordelen med denne sensoren fremfor tradisjonelle totalgassanalysatorer plassert i stasjonen ligger i effektiviteten til informasjonen som mottas, siden sensoren er plassert direkte ved boreriggen og forsinkelsestiden for transport av gass fra boreriggen til stasjonen elimineres. I tillegg, for å fullføre stasjonene utviklet gasssensorer for å måle konsentrasjonene av ikke-hydrokarbonkomponenter i den analyserte gassblandingen: hydrogen H 2, karbonmonoksid CO, hydrogensulfid H 2 S (fig. 7).

Ris. 7. Sensorer for måling av gassinnhold

Geologisk modul

Den geologiske modulen til stasjonen sørger for studiet av borekaks, kjerne- og reservoarvæske i prosessen med å bore en brønn, registrering og behandling av innhentede data.

Studier utført av operatørene av GTI-stasjonen gjør det mulig å løse følgende Geologiske hovedoppgaver:

litologisk inndeling av seksjonen;

tildeling av samlere;

vurdering av arten av reservoarmetning.

For rask og høykvalitets løsning av disse problemene ble den mest optimale listen over instrumenter og utstyr bestemt, og basert på dette ble et kompleks av geologiske instrumenter utviklet (fig. 8).

Ris. 8. Utstyr og instrumenter til stasjonens geologiske modul

Karbonatometer mikroprosessor KM-1A designet for å bestemme mineralsammensetningen til bergarter i karbonatseksjoner ved borekaks og kjerne. Denne enheten lar deg bestemme prosentandelen av kalsitt, dolomitt og uløselig rest i den studerte steinprøven. Enheten har en innebygd mikroprosessor som beregner prosentandelen av kalsitt og dolomitt, hvis verdier vises på et digitalt display eller på skjermen. Det er utviklet en modifikasjon av karbonatmåleren som gjør det mulig å bestemme innholdet av siderittmineralet i bergarten (tetthet 3,94 g/cm 3 ), som påvirker tettheten av karbonatbergarter og sement av terrigene bergarter, som kan betydelig redusere porøsitetsverdiene.

Slamtetthetsmåler ПШ-1 er designet for ekspressmåling av tetthet og vurdering av total porøsitet av bergarter ved bruk av borekaks og kjerne. Måleprinsippet til enheten er hydrometrisk, basert på veiing av den studerte prøven av slam i luft og i vann. Ved å bruke PSh-1 tetthetsmåleren er det mulig å måle tettheten til bergarter med en tetthet på 1,1-3 g/cm³ .

Installasjon PP-3 er designet for å identifisere reservoarbergarter og studere reservoaregenskapene til bergarter. Denne enheten lar deg bestemme bulk, mineralogisk tetthet og total porøsitet. Måleprinsippet til enheten er termogravimetrisk, basert på høypresisjonsmåling av vekten av den studerte steinprøven, tidligere mettet med vann, og kontinuerlig overvåking av endringen i vekten til denne prøven når fuktighet fordamper ved oppvarming. Ved tidspunktet for fordampning av fuktighet kan man bedømme verdien av permeabiliteten til den studerte bergarten.

Flytende destillasjonsenhet UDZH-2 ment for vurdere arten av metning av bergreservoarer ved borekaks og kjerne-, filtrerings- og tetthetsegenskaper, og lar deg også bestemme gjenværende olje- og vannmetning ved kjerne- og borekaks direkte på borestedet på grunn av bruken av en ny tilnærming i destillat kjølesystem. Anlegget bruker et kondensatkjølesystem basert på et Peltier termoelektrisk element i stedet for vannvarmevekslerne som brukes i slike enheter. Dette reduserer kondensatap ved å gi kontrollert kjøling. Prinsippet for drift av enheten er basert på forskyvning av reservoarvæsker fra porene til bergprøver på grunn av overtrykk som oppstår under termostatstyrt oppvarming fra 90 til 200 ºС ( 3 ºС), dampkondensering i varmeveksleren og separasjon av kondensatet som dannes under destillasjonsprosessen, ved tetthet til olje og vann.

Termisk desorpsjons- og pyrolyseenhet gjør det mulig å bestemme tilstedeværelsen av frie og sorberte hydrokarboner med små prøver av bergarter (slam, kjernestykker), samt å vurdere tilstedeværelsen og graden av transformasjon av organisk materiale, og på grunnlag av tolkningen av dataene som er oppnådd, for å identifisere intervaller av reservoarer, hetter for produserende avsetninger i brønnseksjoner, og også for å vurdere natursamlermetningen.

IR-spektrometer opprettet for bestemme tilstedeværelsen og kvantifiseringen av tilstedeværelsen av hydrokarboner i den studerte bergarten (gasskondensat, lett olje, tungolje, bitumen, etc.) for å vurdere reservoarmetningens natur.

Luminoskop LU-1M med en ekstern UV-belysning og en fotografisk enhet er designet for å studere borekaks og kjerneprøver under ultrafiolett lys for å bestemme tilstedeværelsen av bituminøse stoffer i fjellet, samt å kvantifisere dem. Måleprinsippet til enheten er basert på egenskapen til bitumoider, når de bestråles med ultrafiolette stråler, avgir en "kald" glød, hvis intensitet og farge tillater visuelt å bestemme tilstedeværelsen, kvalitativ og kvantitativ sammensetning av bitumoid i den studerte bergarten for å vurdere arten av reservoarmetning. Enheten for fotografering av ekstrakter er designet for å dokumentere resultatene av selvlysende analyse og bidrar til å eliminere den subjektive faktoren ved evaluering av resultatene av analysen. En ekstern illuminator gir mulighet for en foreløpig inspeksjon av en stor kjerne ved boreriggen for å oppdage tilstedeværelsen av bitumoider.

Slamtørker OSH-1 konstruert for ekspresstørking av slamprøver under påvirkning av varmebølge. Avfukteren har en innebygget justerbar timer og flere moduser for justering av intensitet og temperatur på luftstrømmen.

De tekniske og informasjonsmessige egenskapene til den beskrevne GTI-stasjonen oppfyller moderne krav og tillater implementering av nye teknologier for informasjonsstøtte for bygging av olje- og gassbrønner.

Gruvedrift og geologiske egenskaper ved seksjonen, som påvirker forekomst, forebygging og eliminering av komplikasjoner.

Komplikasjoner i boreprosessen oppstår av følgende årsaker: komplekse gruvedrift og geologiske forhold; dårlig bevissthet om dem; lav borehastighet for eksempel pga lang nedetid, dårlige teknologiske løsninger innarbeidet i den tekniske utformingen for konstruksjonen av brønnen.

Når boringen er komplisert, er det mer sannsynlig at ulykker skjer.

Gruvedrift og geologiske egenskaper må være kjent for å kunne utarbeide et prosjekt for bygging av en brønn korrekt, for å forhindre og håndtere komplikasjoner under gjennomføringen av prosjektet.

Reservoartrykk (Рpl) - væsketrykk i bergarter med åpen porøsitet. Dette er navnet på bergartene der tomrom kommuniserer med hverandre. I dette tilfellet kan formasjonsvæsken strømme i henhold til hydromekanikkens lover. Disse bergartene inkluderer pluggbergarter, sandsteiner, reservoarer med produktive horisonter.

Poretrykk (Ppor) - trykk i lukkede hulrom, dvs. væsketrykk i porerommet der porene ikke kommuniserer med hverandre. Slike egenskaper er besatt av leire, saltbergarter, samlerdeksler.

Overbelastningstrykk (Pg) er det hydrostatiske (geostatiske) trykket ved den betraktede dybden fra de overliggende GP-lagene.

Det statiske nivået av reservoarvæske i brønnen, bestemt av likheten mellom trykket i denne kolonnen og reservoartrykket. Nivået kan være under overflaten av jorden (brønnen vil absorbere), falle sammen med overflaten (det er likevekt) eller være over overflaten (brønnen fosser) Рpl=rgz.

Det dynamiske nivået til væsken i brønnen settes over det statiske nivået ved tilsetning til brønnen og under det - ved uttak av væske, for eksempel ved utpumping med en nedsenkbar pumpe.

Depresjon P=Pskv-Rpl<0 – давление в скважине меньше пластового. Наличие депрессии – необходимое условие для притока пластового флюида.

Undertrykkelse Р=Рskv-Рpl>0 – trykket i brønnen er ikke høyere enn formasjonstrykket. Absorpsjon finner sted.

Reservoartrykkanomali-koeffisient Ka=Рpl/rwgzpl (1), der zpl er dybden på toppen av reservoaret som vurderes, rv er vanntettheten, g er akselerasjonen for fritt fall. Ka<1=>ANPD; Ka>1=>AVPD.

Tap eller hydraulisk fraktureringstrykk Рp - trykk hvor tap av alle faser av bore- eller sementeringsvæske oppstår. Verdien av Pp bestemmes empirisk i henhold til observasjoner under boreprosessen, eller ved hjelp av spesielle studier i brønnen. Dataene som innhentes brukes ved boring av andre lignende brønner.

Kombinert trykkgraf for komplikasjoner. Valg av det første brønndesignalternativet.

Kombinert trykkgraf. Valg av det første brønndesignalternativet.

For å kunne utarbeide et teknisk prosjekt for bygging av brønner på riktig måte, er det nødvendig å vite nøyaktig fordelingen av reservoartrykk (pore) og absorpsjonstrykk (hydraulisk frakturering) over dybden eller, som er den samme, fordelingen av Ka og Kp (i dimensjonsløs form). Fordelingen av Ka og Kp er presentert på den kombinerte trykkgrafen.

Fordeling av Ka og Kp i dybden z.

· Utforming av brønnen (1. alternativ), som deretter spesifiseres.

Fra denne grafen kan man se at vi har tre dybdeintervaller med kompatible boreforhold, det vil si de der væske med samme tetthet kan brukes.

Det er spesielt vanskelig å bore når Ka=Kp. Boring blir super komplisert når Ka=Kp<1. В этих случаях обычно бурят на поглощение или применяют промывку аэрированной жидкостью.

Etter å ha åpnet absorpsjonsintervallet, utføres isolasjonsarbeid, på grunn av hvilket Kp øker (kunstig), noe som gjør det mulig for eksempel å sementere søylen.

Ordningen for sirkulasjonssystemet til brønner

Opplegg for sirkulasjonssystemet til brønner og diagram over trykkfordelingen i det.

Opplegg: 1. Bits, 2. Nedihullsmotor, 3. Borekrage, 4. BT, 5. Verktøyledd, 6. Firkant, 7. Sving, 8. Borehylse, 9. Stigerrør, 10. Trykkrørledning (manifold), 11. Pumpe, 12. Sugedyse, 13. Rennesystem, 14. Vibrasjonsskjerm.

1. Hydrostatisk trykkfordelingsledning.

2. Linje med hydraulisk trykkfordeling i girkassen.

3. Linje med hydraulisk trykkfordeling i BT.

Trykket av spylevæsken på formasjonen må alltid være innenfor det skraverte området mellom Ppl og Pp.

Gjennom hver gjengeforbindelse av BC prøver væsken å strømme fra røret til det ringformede rommet (under sirkulasjon). Denne trenden er forårsaket av trykkfall i rør og girkasse. Lekkasje forårsaker ødeleggelse av den gjengede forbindelsen. Ceteris paribus, en organisk ulempe ved å bore med en hydraulisk nedihullsmotor er et økt trykkfall på hver gjengeforbindelse, siden i nedihullsmotoren

Sirkulasjonssystemet brukes til å tilføre borevæsken fra brønnhodet til mottakstankene, rense det for borekaks og avgasser.

Figuren viser et forenklet diagram av TsS100E sirkulasjonssystemet: 1 - påfylling av rørledning; 2 - mørtelrørledning; 3 - renseblokk; 4 - mottaksblokk; 5 - elektrisk utstyr kontrollskap.

En forenklet utforming av sirkulasjonssystemet er et trausystem, som består av et trau for bevegelse av mørtel, et gulv nær trauet for gange og rengjøring av kummer, rekkverk og sokkel.

Rennene kan være tre fra 40 mm plater og metall fra 3-4 mm jernplater. Bredde - 700-800 mm, høyde - 400-500 mm. Det brukes rektangulære og halvsirkelformede takrenner. For å redusere strømningshastigheten til løsningen og slammet faller ut av den, installeres skillevegger og dråper 15-18 cm høye i rennene.Kummer med ventiler er installert i bunnen av rennen på disse stedene, gjennom hvilke sedimentert stein fjernes. Den totale lengden på rennesystemet avhenger av parametrene til væskene som brukes, boreforhold og teknologi, samt av mekanismene som brukes til å rense og avgasse væskene. Lengden kan som regel være innenfor 20-50 m.

Ved bruk av sett med mekanismer for rensing og avgassing av løsningen (vibrasjonssikter, sandseparatorer, desilters, avgassere, sentrifuger), brukes rennesystemet kun til å tilføre løsningen fra brønnen til mekanismen og mottakstankene. I dette tilfellet avhenger lengden på rennesystemet kun av plasseringen av mekanismene og beholderne i forhold til brønnen.

I de fleste tilfeller er takrennesystemet montert på metallunderlag i seksjoner som har en lengde på 8-10 m og en høyde på inntil 1 m. Slike seksjoner monteres på teleskopstativ av stål som justerer monteringshøyden på takrennene, dette letter demontering av rennesystemet om vinteren. Så når stiklinger samler seg og fryser under takrennene, kan rennene sammen med basene fjernes fra stativene. Monter rennesystemet med en skråning mot løsningens bevegelse; rennesystemet er koblet til brønnhodet med et rør eller en renne med mindre tverrsnitt og med stor helning for å øke hastigheten på løsningen og redusere slammet fra dette stedet.

I moderne brønnboringsteknologi stilles det spesielle krav til borevæsker, ifølge hvilke slamrenseutstyr skal sikre høykvalitets rensing av slammet fra den faste fasen, blande og avkjøle det, og også fjerne gassen som kom inn i slammet. fra gassmettede formasjoner under boring. I forbindelse med disse kravene er moderne borerigger utstyrt med sirkulasjonssystemer med et visst sett med enhetlige mekanismer - tanker, enheter for rengjøring og forberedelse av borevæsker.

Mekanismene til sirkulasjonssystemet gir en tre-trinns rengjøring av borevæsken. Fra brønnen kommer løsningen inn i den vibrerende silen i det første trinnet av grovrengjøring og samles opp i tankens sump, hvor grov sand avsettes. Fra sumpen går løsningen inn i seksjonen av sirkulasjonssystemet og mates av en sentrifugalslurrypumpe til avgasseren hvis det er nødvendig å avgasse løsningen, og deretter til sandseparatoren, hvor den passerer det andre rensetrinnet fra steiner opp til 0,074-0,08 mm i størrelse. Deretter mates løsningen inn i desilteren - det tredje trinnet av rensing, hvor steinpartikler opp til 0,03 mm fjernes. Sand og silt dumpes i en tank, hvorfra det mates inn i en sentrifuge for ytterligere separasjon av løsningen fra fjellet. Den rensede løsningen fra det tredje trinnet kommer inn i mottakstankene - inn i mottaksenheten til slampumpene for å mate den inn i brønnen.

Utstyret til sirkulasjonssystemer fullføres av anlegget i følgende blokker:

løsning rensing enhet;

mellomblokk (en eller to);

mottaksblokk.

Grunnlaget for montering av blokker er rektangulære beholdere montert på sledebaser.

Hydraulisk trykk av leire og sementmørtel etter stopp av sirkulasjon.

Overtakelser. Årsakene til deres forekomst.

Avabsorpsjon av bore- eller fugemasse - en type komplikasjon, som manifesteres ved avgang av væske fra brønnen inn i fjellformasjonen. I motsetning til filtrering er absorpsjon preget av at alle fasene av væsken kommer inn i HP. Og ved filtrering, bare noen få. I praksis er tap også definert som det daglige tapet av borevæske inn i formasjonen utover det naturlige tapet på grunn av filtrering og borekaks. Hver region har sin egen standard. Vanligvis er flere m3 per dag tillatt. Absorpsjon er den vanligste typen komplikasjoner, spesielt i regionene i Ural-Volga-regionen i det østlige og sørøstlige Sibir. Absorpsjon skjer i seksjoner der det vanligvis er sprukne fastleger, de største deformasjonene av bergarter er lokalisert, og deres erosjon skyldes tektoniske prosesser. For eksempel, i Tatarstan, brukes 14 % av kalendertiden årlig på kampen mot overtakelser, noe som overstiger tiden brukt på pels. boring. Som et resultat av tap forverres forholdene for brønnboring:

1. Faren for å sette seg fast ved verktøyet øker pga hastigheten på den oppadgående strømmen av spylevæsken over absorpsjonssonen reduseres kraftig, hvis store partikler av borekaks ikke går inn i formasjonen, samler de seg i brønnhullet, noe som forårsaker drag og stikking av verktøyet. Sannsynligheten for at verktøyet fester seg ved å sedimentere slam øker spesielt etter at pumpene (sirkulasjonen) stopper.

2. Skur og kollaps i ustabile bergarter tiltar. GNWP kan oppstå fra væskeførende horisonter som er tilstede i seksjonen. Årsaken er en reduksjon i trykket i væskekolonnen. I nærvær av to eller flere samtidig åpnede lag med forskjellige koeffisienter. Ka og Kp mellom dem kan det være overløp, som kompliserer isolasjonsarbeidet og påfølgende sementering av brønnen.

Mye tid og materialressurser (inerte fyllstoffer, fugematerialer) går tapt for isolasjon, nedetid og ulykker som forårsaker tap.

Årsaker til overtakelser

Den kvalitative rollen til faktoren som bestemmer mengden løsning som slipper ut i absorpsjonssonen kan spores ved å vurdere strømmen av en viskøs væske i en sirkulær porøs formasjon eller en sirkulær spalte. Formelen for å beregne strømningshastigheten til den absorberte væsken i en porøs sirkulær formasjon oppnås ved å løse ligningssystemet:

1. Bevegelsesligning (Darcy-form)

V=K/M*(dP/dr): (1) hvor V, P, r, M er henholdsvis strømningshastighet, strømtrykk, formasjonsradius, viskositet.

2. Massebevaringsligning (kontinuitet)

V=Q/F (2) hvor Q, F=2πrh, h er henholdsvis strømningshastigheten for absorpsjon av væsken, arealet som er variabelt langs radien, tykkelsen på absorpsjonssonen.

3. Tilstandsligning

ρ=const (3) løser dette ligningssystemet: 2 og 3 i 1 får vi:

Q=(K/M)*2π rH (dP/dr)

Q=(2π HK(PMed-Ppl))/Mln(rk/rc) (4)formel Dupii

En lignende Bussenesco-formel (4) kan også oppnås for m sirkulære sprekker (spalter) like åpne og med like stor avstand fra hverandre.

Q= [(πδ3(Pc-Ppl))/6Mln (rk/rc) ] *m (5)

δ- åpning (høyde) av gapet;

m er antall sprekker (spor);

M er den effektive viskositeten.

Det er klart at for å redusere strømningshastigheten til den absorberte væsken i henhold til formlene (4) og (5), er det nødvendig å øke parametrene i nevnerne og redusere dem i telleren.

I henhold til (4) og (5)

Q=£(H(eller m), Ppl, rk, Pc, rc, M, K, (eller δ)) (6)

Parametrene inkludert i funksjon (6) kan betinget deles inn i 3 grupper i henhold til deres opprinnelse på tidspunktet for åpning av absorpsjonssonen.

1. gruppe - geologiske parametere;

2. gruppe - teknologiske parametere;

3. gruppe - blandet.

Denne inndelingen er betinget, siden under drift, d.v.s. teknologisk påvirkning (væskeuttak, flom, etc.) på reservoaret endrer også Ppl, rk

Tap i bergarter med lukkede brudd. Funksjon av indikatorkurver. Hydraulisk brudd og dets forebygging.

Funksjon av indikatorkurver.

Deretter vil vi vurdere linje 2.

Omtrent kan indikatorkurven for bergarter med kunstig åpnede lukkede brudd beskrives med følgende formel: Рс = Рb + Рpl + 1/А*Q+BQ2 (1)

For bergarter med naturlig åpne brudd er indikatorkurven et spesialtilfelle av formel (1)

Рс-Рpl= ΔР=1/А*Q=А*ΔР

Således, i bergarter med åpne brudd, vil absorpsjon begynne ved alle verdier av undertrykkelse, og i bergarter med lukkede brudd, først etter opprettelsen av et trykk i brønnen lik det hydrauliske bruddtrykket Рс*. Hovedtiltaket for å bekjempe tap i bergarter med lukkede sprekker (leire, salter) er å forhindre hydraulisk oppsprekking.

Evaluering av effektiviteten av arbeidet for å eliminere absorpsjon.

Effektiviteten til isolasjonsarbeid er preget av injektiviteten (A) til absorpsjonssonen, som kan oppnås i løpet av isolasjonsarbeidet. Hvis, i dette tilfellet, den oppnådde injektiviteten A viser seg å være lavere enn en teknologisk akseptabel verdi av injektiviteten Aq, som er karakterisert for hver region, kan isolasjonsarbeidet anses som vellykket. Dermed kan isolasjonsbetingelsen skrives som А≤Аq (1) А=Q/Рс- Р* (2) For bergarter med kunstig åpnede sprekker Р* = Рb+Рpl+Рр (3) hvor Рb er det laterale bergtrykket , Рр - strekkfasthet g.p. I spesielle tilfeller Рb og Рр = 0 for bergarter med naturlige åpne brudd А= Q/Pc - Рpl (4) hvis den minste absorpsjon ikke er tillatt, så Q=0 og А→0,

deretter Rs<Р* (5) Для зоны с открытыми трещинами формула (5) заменяется Рс=Рпл= Рпогл (6). Если давление в скважине определяется гидростатикой Рс = ρqL то (5 и 6) в привычных обозначениях примет вид: ρо≤Кп (7) и ρо= Ка=Кп (8). На практике трудно определить давление поглощения Р* , поэтому в ряде районов, например в Татарии оценка эффективности изоляционных работ проводят не по индексу давления поглощения Кп а по дополнительной приемистости Аq. В Татарии допустимые приемистости по тех. воде принято Аq≤ 4 м3/ч*МПа. Значение Аq свое для каждого района и различных поглощаемых жидкостей. Для воды оно принимается обычно более, а при растворе с наполнителем Аq берется меньше. Согласно 2 и 4 А=f (Q; Рс) (9). Т.е все способы борьбы с поглощениями основаны на воздействии на две управляемые величины (2 и 4) , т.е. на Q и Рс.

Måter å bekjempe absorpsjoner i ferd med å åpne absorpsjonssonen.

Tradisjonelle metoder for tapsforebygging er basert på å redusere trykkfallet på den absorberende formasjonen eller å endre a/t) til det filtrerte fluidet. Dersom man i stedet for å redusere trykkfallet over formasjonen øker viskositeten ved å tilsette pluggematerialer, bentonitt eller andre stoffer, vil tapsraten endres omvendt med økningen i viskositet, som følger av formel (2.86). I praksis, hvis løsningsparametrene kontrolleres, kan viskositeten endres bare innenfor relativt snevre grenser. Tapsforebygging ved å bytte til spyling med en løsning med økt viskositet er bare mulig hvis det utvikles vitenskapelig baserte krav til disse væskene, under hensyntagen til særegenhetene ved deres strømning i reservoaret. Forbedring av forebyggingsmetoder for tapt sirkulasjon basert på trykkfallsreduksjon på absorberende formasjoner er uløselig knyttet til en dyp studie og utvikling av brønnboringsmetoder i likevekt i brønnformasjonssystemet. Borevæsken, som trenger inn i den absorberende formasjonen til en viss dybde og tykner i absorpsjonskanalene, skaper en ytterligere hindring for bevegelsen av borevæsken fra brønnhullet inn i formasjonen. Egenskapen til løsningen for å skape motstand mot bevegelse av væske inne i formasjonen brukes når man utfører forebyggende tiltak for å forhindre tap. Styrken til slik motstand avhenger av de strukturelle og mekaniske egenskapene til løsningen, størrelsen og formen på kanalene, så vel som av penetreringsdybden av løsningen inn i formasjonen.

For å formulere kravene til de reologiske egenskapene til borevæsker under passasje av absorberende formasjoner, tar vi for oss kurvene (fig. 2.16) som gjenspeiler avhengigheten av skjærspenningen og tøyningshastigheten de/df for noen modeller av en ikke - Newtonsk væske. Rett linje 1 tilsvarer modellen av et viskoplastisk medium, som er karakterisert ved den begrensende skjærspenningen t0. Kurve 2 karakteriserer oppførselen til pseudoplastiske væsker, der, med økende skjærhastighet, hastigheten på spenningsveksten avtar, og kurvene flater ut. Rett linje 3 gjenspeiler de reologiske egenskapene til en viskøs væske (Newtonsk). Kurve 4 karakteriserer oppførselen til viskoelastiske og dilatante væsker, der skjærspenningen øker kraftig med tøyningshastigheten. Spesielt viskoelastiske væsker inkluderer svake løsninger av noen polymerer (polyetylenoksid, guargummi, polyakrylamid, etc.) i vann, som viser evnen til å redusere (2-3 ganger) hydrodynamiske motstander kraftig under flyten av væsker med høy Reynolds. tall (Toms-effekt). Samtidig vil viskositeten til disse væskene når de beveger seg gjennom de absorberende kanalene være høy på grunn av de høye skjærhastighetene i kanalene. Boring med spyling med luftede borevæsker er et av de radikale tiltakene i settet av tiltak og metoder designet for å forhindre og eliminere tap ved boring av dype brønner. Lufting av borevæsken reduserer det hydrostatiske trykket, og bidrar derved til dets retur i tilstrekkelige mengder til overflaten og følgelig normal rengjøring av borehullet, samt utvalg av representative prøver av farbare bergarter og formasjonsvæsker. Tekniske og økonomiske indikatorer ved boring av brønner med bunnhullspyling med en luftet løsning er høyere sammenlignet med de når vann eller andre borevæsker brukes som borevæske. Kvaliteten på boring i produktive formasjoner er også betydelig forbedret, spesielt i felt hvor disse formasjonene har unormalt lave trykk.

Et effektivt tiltak for å forhindre tap av borevæske er innføring av fyllstoffer i den sirkulerende borevæsken. Hensikten med applikasjonen deres er å lage tamponger i absorpsjonskanaler. Disse tamponger tjener som grunnlag for avsetning av en filtrering (leire) kake og isolering av absorberende lag. V.F. Rogers mener at et brodannende middel kan være praktisk talt ethvert materiale som er lite nok til å pumpes inn i borevæsken av slampumper. I USA brukes mer enn hundre typer fyllstoffer og deres kombinasjoner for å plugge absorberende kanaler. Som tettemidler, flis eller bast, fiskeskjell, høy, gummiavfall, guttaperkablader, bomull, bomullsboller, sukkerrørfibre, valnøttskall, granulert plast, perlitt, ekspandert leire, tekstilfibre, bitumen, glimmer, asbest , kuttet papir, mose, kuttet hamp, celluloseflak, lær, hvetekli, bønner, erter, ris, kyllingfjær, leirklumper, svamp, koks, stein osv. Disse materialene kan brukes separat og i kombinasjoner laget av industrien eller tilberedt før bruk. Det er svært vanskelig å bestemme i laboratoriet egnetheten til hvert bromateriale på grunn av uvitenhet om størrelsen på hullene som skal tettes.

I utenlandsk praksis er det spesielt fokus på å sikre "tett" pakking av fyllstoffer. Furnas mening er holdt, ifølge hvilken den tetteste pakkingen av partikler tilsvarer tilstanden til størrelsesfordelingen i henhold til loven om geometrisk progresjon; når man eliminerer tap, kan man oppnå størst effekt med den mest komprimerte pluggen, spesielt ved øyeblikkelig tap av borevæske.

Fyllstoffer i henhold til deres kvalitative egenskaper er delt inn i fibrøse, lamellære og granulære. Fibrøse materialer er av vegetabilsk, animalsk, mineralsk opprinnelse. Dette inkluderer syntetiske materialer. Fiberens type og størrelse påvirker kvaliteten på arbeidet betydelig. Fibrenes stabilitet under sirkulasjonen i borevæsken er viktig. Materialene gir gode resultater ved tetting av sand- og grusformasjoner med korn opp til 25 mm i diameter, samt tetting av sprekker i grovkornet (inntil 3 mm) og finkornet (opptil 0,5 mm) bergarter.

Lamellmaterialer egner seg for tetting av grove grusbed og sprekker på opptil 2,5 mm. Disse inkluderer: cellofan, glimmer, skall, bomullsfrø, etc.

Granulære materialer: perlitt, knust gummi, plastbiter, nøtteskall osv. De fleste plugger effektivt grusbed med korn opp til 25 mm i diameter. Perlite gir gode resultater i grusbed med korndiameter opp til 9-12 mm. Mutterskall på 2,5 mm eller mindre pluggsprekker opptil 3 mm store, og større (opptil 5 mm) og knust gummiplugg sprekker opptil 6 mm i størrelse, dvs. de kan tette sprekker 2 ganger mer enn ved bruk av fibrøse eller lamellære materialer.

I mangel av data om størrelsen på korn og sprekker i den absorberende horisonten, brukes blandinger av fibrøst med lamellære eller granulære materialer, cellofan med glimmer, fibrøst med skjellete og granulære materialer, samt ved blanding av granulære materialer: perlitt med gummi eller valnøttskall. Den beste blandingen for å eliminere absorpsjon ved lavt trykk er en høykolloidal leireløsning med tilsetning av fibrøse materialer og glimmerplater. Fibrøse materialer, som blir avsatt på veggen av brønnen, danner et rutenett. Glimmerplater forsterker dette nettverket og tetter til større kanaler i fjellet, og på toppen av alt dette dannes det en tynn og tett leirkake.

Gass vann og olje viser. Deres grunner. Tegn på formasjonsvæsker som strømmer inn. Klassifisering og gjenkjennelse av typer manifestasjoner.

Når den går tapt, strømmer væsken (spyling eller fuging) fra brønnen inn i formasjonen, og når den dukker opp, omvendt - fra formasjonen inn i brønnen. Årsaker til innstrømning: 1) tilstrømning inn i brønnen på plass med borekaks av væskeholdige formasjoner. I dette tilfellet er trykket i brønnen ikke nødvendigvis høyere og lavere enn i reservoaret; 2) hvis trykket i brønnen er lavere enn formasjonstrykket, det vil si at det er nedgang på formasjonen, er hovedårsakene til forekomsten av depresjon, dvs. reduksjonen i trykket på formasjonen i brønnen, som følger: 1 ) ikke tilsette borevæske til brønnen når du løfter verktøyet. En enhet for automatisk topping i brønnen er nødvendig; 2) en reduksjon i tettheten til spylevæsken på grunn av dens skumdannelse (gassing) når væsken kommer i kontakt med luft på overflaten i rennesystemet, samt på grunn av behandlingen av overflateaktive stoffer. Avgassing er nødvendig (mekanisk, kjemisk); 3) boring av en brønn under uforenlige forhold. Det er to lag i diagrammet. Det første laget er karakterisert ved Ka1 og Kpl; for den andre Ka2 og Kp2. første lag bør bores med slam ρ0,1 (mellom Ka1 og Kp1), det andre laget ρ0,2 (fig.)

Det er umulig å åpne det andre laget på en løsning med en tetthet for det første laget, siden det vil gå tapt i det andre laget; 4) skarpe svingninger i hydrodynamisk trykk under pumpestans, SPO og andre arbeider, forverret av en økning i statisk skjærspenning og tilstedeværelsen av pakkbokser på kolonnen;

5) underestimert tetthet av p.l akseptert i teknisk utforming på grunn av dårlig kunnskap om den faktiske fordelingen av reservoartrykk (Ka), dvs. områdets geologi. Disse årsakene er mer relatert til letebrønner; 6) lavt nivå av operasjonell raffinering av reservoartrykk ved å forutsi dem under utdypingen av brønnen. Ikke bruke metodene for å forutsi d-eksponenten, σ (sigma)-eksponenten, etc.; 7) tap av vektemiddel fra borevæsken og en reduksjon i hydraulisk trykk. Tegn på innstrømning av formasjonsvæske er: 1) økning i nivået av sirkulerende væske i pumpens inntakstanken. Trenger du en nivåmåler? 2) gass frigjøres fra løsningen som forlater brønnen ved brønnhodet, løsningen koker; 3) etter å ha stoppet sirkulasjonen, fortsetter løsningen å strømme ut av brønnen (brønnen renner over); 4) trykket stiger kraftig med en uventet åpning av reservoaret med AHFP. Når olje strømmer fra reservoarene, forblir dens film på veggene i rennene eller flyter over løsningen i rennene. Når formasjonsvann kommer inn, endres egenskapene til brønnene. Dens tetthet synker vanligvis, viskositeten kan reduseres, eller den kan øke (etter at saltvann kommer inn). Vanntapet øker vanligvis, pH-endringer, elektrisk motstand synker vanligvis.

Væskeinnstrømningsklassifisering. Den produseres i henhold til kompleksiteten til tiltakene som er nødvendige for avviklingen. De er delt inn i tre grupper: 1) manifestasjon - ikke-farlig innstrømning av reservoarvæsker som ikke bryter med boreprosessen og den aksepterte arbeidsteknologien; 2) frigjøring - strømmen av væsker som bare kan elimineres ved en spesiell målrettet endring i boreteknologi tilgjengelig på borestedet og utstyret; 3) fontene - væskeinntrengning, hvis eliminering krever bruk av ekstra verktøy og utstyr (bortsett fra de som er tilgjengelige på riggen) og som er forbundet med forekomsten av trykk i brønnformasjonssystemet som truer integriteten til brønnen . , brønnhodeutstyr og formasjoner i den løse delen av brønnen.

Montering av sementbroer. Funksjoner ved valg av formulering og tilberedning av sementslurry for installasjon av broer.

En av de seriøse variantene av sementeringsprosessteknologi er installasjon av sementbroer for ulike formål. Forbedring av kvaliteten på sementbroer og effektiviteten av arbeidet deres er en integrert del av å forbedre prosessene for boring, ferdigstillelse og drift av brønner. Kvaliteten på broer og deres holdbarhet bestemmer også påliteligheten til miljøvern. Samtidig tyder feltdata på at tilfeller av installasjon av lavfaste og utette bruer, for tidlig binding av sementslurry, stikking av strengrør etc. ofte noteres. Disse komplikasjonene er forårsaket ikke bare og ikke så mye av egenskapene til fugematerialene som brukes, men av spesifikasjonene til selve arbeidene under installasjonen av broer.

I dype høytemperaturbrønner skjer det under disse arbeidene ofte ulykker på grunn av intensiv fortykning og herding av en blanding av leire og sementmørtel. I noen tilfeller er broer lekker eller ikke sterke nok. Den vellykkede installasjonen av broer avhenger av mange naturlige og tekniske faktorer som bestemmer egenskapene til dannelsen av sementstein, samt dens kontakt og "vedheft" med bergarter og rørmetall. Derfor er vurdering av bæreevnen til broen som en ingeniørkonstruksjon og studiet av forholdene som eksisterer i brønnen obligatoriske når du utfører disse arbeidene.

Hensikten med installasjonen av broer er å oppnå et stabilt vann-og-gass-ugjennomtrengelig glass av sementstein av en viss styrke for å bevege seg til den overliggende horisonten, bore et nytt brønnhull, styrke den ustabile og kavernøse delen av brønnhullet, testing horisonten ved hjelp av en formasjonstester, overhaling og konservering eller avvikling av brønner.

I henhold til arten av de virkende belastningene kan to kategorier av broer skilles:

1) under trykket av en væske eller gass og 2) under belastning fra vekten av verktøyet under boring av det andre brønnhullet, bruk av en formasjonstester, eller i andre tilfeller (broer av denne kategorien må i tillegg til er gasstett, har svært høy mekanisk styrke).

Analyse av feltdata viser at det kan skapes trykk opp til 85 MPa, aksiallaster opp til 2100 kN på bruer, og skjærspenninger opp til 30 MPa oppstår per 1 m av brulengden. Slike betydelige belastninger oppstår under testing av brønner ved hjelp av reservoartestere og under andre typer arbeid.

Bæreevnen til sementbroer avhenger i stor grad av deres høyde, tilstedeværelsen (eller fraværet) og tilstanden til gjørmekaken eller gjørtrestene på strengen. Ved fjerning av den løse delen av leirkaken er skjærspenningen 0,15-0,2 MPa. I dette tilfellet, selv når maksimale belastninger oppstår, er det tilstrekkelig med en brohøyde på 18–25 m. Tilstedeværelsen av et lag med boreslam 1–2 mm tykt på søyleveggene fører til en reduksjon i skjærspenning og en økning i nødvendig høyde til 180–250 m. I denne forbindelse bør høyden på broen beregnes i henhold til formelen Nm ≥ Ho – Qm/pDc [τm] (1) der H0 er installasjonsdybden til den nedre delen av broen; QM er den aksiale belastningen på broen på grunn av trykkfall og lossing av rørstrengen eller formasjonstesteren; Dc - brønndiameter; [τm] er den spesifikke bæreevnen til broen, hvis verdier bestemmes både av klebeegenskapene til tilbakefyllingsmaterialet og av måten broen er installert på. Broens tetthet avhenger også av høyden og tilstanden til kontaktflaten, siden trykket som vanngjennombruddet oppstår er direkte proporsjonalt med lengden og omvendt proporsjonalt med tykkelsen på skorpen. Dersom det er en leirekake mellom foringsrøret og sementsteinen med en skjærspenning på 6,8-4,6 MPa, en tykkelse på 3-12 mm, er henholdsvis 1,8 og 0,6 MPa per 1 m. I fravær av en skorpe skjer vanngjennombrudd ved en trykkgradient på mer enn 7,0 MPa per 1 m.

Følgelig avhenger tettheten til broen også i stor grad av forholdene og metoden for installasjonen. I denne forbindelse bør høyden på sementbroen også bestemmes fra uttrykket

Nm ≥ Nei – Pm/[∆r] (2) hvor Pm er den maksimale verdien av trykkforskjellen som virker på broen under driften; [∆p] - tillatt væskegjennombruddstrykkgradient langs kontaktsonen til broen med borehullsveggen; denne verdien bestemmes også hovedsakelig avhengig av metoden for å installere broen, på de påførte tilbakefyllingsmaterialene. Velg mer fra verdiene av høyden på sementbroer, bestemt av formlene (1) og (2).

Broinstallasjon har mye til felles med kolonnesementeringsprosessen og har følgende egenskaper:

1) en liten mengde tilbakefyllingsmaterialer brukes;

2) den nedre delen av påfyllingsrørene er ikke utstyrt med noe, stoppringen er ikke installert;

3) gummiskilleplugger brukes ikke;

4) i mange tilfeller tilbakespyles brønner for å "kutte av" brotaket;

5) broen er ikke begrenset av noe nedenfra og kan spre seg under påvirkning av forskjellen i tettheten til sement og borevæsker.

Installasjonen av en bro er en enkel operasjon med tanke på konsept og metode, som i dype brønner er betydelig komplisert av faktorer som temperatur, trykk, gass, vann og olje viser, etc. Lengden, diameteren og konfigurasjonen av hellerørene De reologiske egenskapene til sement og borevæsker er også av ingen liten betydning, brønnhullsrenhet og nedstrømnings- og oppstrømningsmoduser. Installasjonen av broen i den åpne delen av brønnhullet er betydelig påvirket av hulrommet i brønnhullet.

Sementbroer må være sterke nok. Arbeidspraksis viser at hvis broen under styrketesten ikke kollapser når en spesifikk aksiallast på 3,0-6,0 MPa påføres den og samtidig spyling, så tilfredsstiller dens styrkeegenskaper vilkårene for både boring av nytt hull og belastning fra vekten av rørstrengen eller en formasjonstester.

Ved montering av broer for boring av ny sjakt er de underlagt et ekstra høydekrav. Dette skyldes det faktum at styrken til den øvre delen (H1) av brua skal gi mulighet for å bore et nytt brønnhull med akseptabel krumningsintensitet, og den nedre delen (H0) - pålitelig isolasjon av det gamle brønnhullet. Nm \u003d H1 + Nei \u003d (2Dc * Rc) 0,5 + Nei (3)

hvor Rc er krumningsradiusen til stammen.

En analyse av tilgjengelige data viser at det å oppnå pålitelige broer i dype brønner avhenger av et kompleks av samtidig virkende faktorer, som kan deles inn i tre grupper.

Den første gruppen er naturlige faktorer: temperatur, trykk og geologiske forhold (kavernøsitet, brudd, virkningen av aggressivt vann, vann- og gassinntrengninger og tap).

Den andre gruppen - teknologiske faktorer: strømningshastigheten til sement og borevæsker i rør og det ringformede rommet, de reologiske egenskapene til løsningene, den kjemiske og mineralogiske sammensetningen av bindemidlet, de fysiske og mekaniske egenskapene til sementmørtelen og steinen, sammentrekningseffekten av oljebrønnsement, komprimerbarheten til borevæsken, heterogeniteten av tettheter, koagulering av borevæsken når den blandes med sement (dannelse av høyviskøse pastaer), størrelsen på det ringformede gapet og eksentrisiteten til plassering av rørene i brønnen, kontakttiden for buffervæsken og sementslurryen med leirekaken.

Den tredje gruppen - subjektive faktorer: bruk av fugematerialer som er uakseptabelt for de gitte forholdene; feil valg av løsningsformuleringen i laboratoriet; utilstrekkelig forberedelse av brønnhullet og bruk av borevæske med høye verdier av viskositet, SSS og væsketap; feil ved å bestemme mengden fortrengningsvæske, plasseringen av støpeverktøyet, doseringen av reagenser for å blande sementslurry i brønnen; bruk av et utilstrekkelig antall sementeringsenheter; bruk av utilstrekkelig mengde sement; lav grad av organisering av broinstallasjonsprosessen.

En økning i temperatur og trykk bidrar til intensiv akselerasjon av alle kjemiske reaksjoner, forårsaker rask fortykning (tap av pumpbarhet) og herding av sementslam, som, etter kortvarige sirkulasjonsstopp, noen ganger er umulige å presse gjennom.

Frem til nå er hovedmetoden for å installere sementbroer å pumpe sementslurry inn i brønnen til designdybdeintervallet langs en rørstreng senket til nivået til bunnmerket på broen, etterfulgt av å løfte denne strengen over sementeringssonen. Som regel utføres arbeid uten å dele plugger og midler for å kontrollere deres bevegelse. Prosessen styres av volumet av fortrengningsvæsken, beregnet fra tilstanden til like nivåer av sementslurry i rørstrengen og det ringformede rommet, og volumet av sementslurry tas lik volumet av brønnen i intervallet mellom broinstallasjonen. Effektiviteten til metoden er lav.

Først av alt bør det bemerkes at sementeringsmaterialene som brukes til å sementere foringsrørstrenger, er egnet for installasjon av sterke og tette broer. Installasjon av broer av dårlig kvalitet eller fravær i det hele tatt, for tidlig herding av bindemiddelløsningen og andre faktorer skyldes til en viss grad feil valg av bindemiddelløsningsformuleringen i henhold til fortyknings- (herde)tiden eller avvik fra oppskriften valgt i laboratorium, laget ved tilberedning av bindemiddelløsningen.

Det er fastslått at for å redusere sannsynligheten for komplikasjoner, herdetiden og ved høye temperaturer og trykk, bør fortykningstiden overstige varigheten av broinstallasjonen med minst 25 %. I noen tilfeller, når de velger formuleringer av bindemiddelløsninger, tar de ikke hensyn til spesifikasjonene til arbeidet med installasjonen av broer, som består i å stoppe sirkulasjonen for å løfte støperørstrengen og tette brønnhodet.

Under forhold med høye temperaturer og trykk kan skjærmotstanden til sementslammet, selv etter korte stopp (10-20 min) med sirkulasjon, øke dramatisk. Derfor kan ikke sirkulasjonen gjenopprettes og i de fleste tilfeller sitter hellerørstrengen fast. Som et resultat, når du velger en sementmørtelformulering, er det nødvendig å studere dynamikken i dens fortykkelse på et konsistometer (CC) ved å bruke et program som simulerer prosessen med å installere en bro. Fortykningstiden til sementoppslemmingen Tzag tilsvarer tilstanden

Tzag>T1+T2+T3+1.5(T4+T5+T6)+1.2T7 hvor T1, T2, T3 er henholdsvis tiden brukt for klargjøring, pumping og skyving av sementslurryen inn i brønnen; T4, T5, T6 - tiden brukt på å løfte hellerørstrengen til broskjæringspunktet, tette brønnhodet og utføre forberedende arbeid med å kutte broen; Tm er tiden brukt på å kutte broen.

I følge et lignende program er det nødvendig å studere blandinger av sementslurry med boreslurry i forholdet 3:1, 1:1 og 1:3 ved installasjon av sementbroer i brønner med høy temperatur og trykk. Suksessen med installasjonen av en sementbro avhenger i stor grad av nøyaktig overholdelse av oppskriften valgt i laboratoriet når du tilbereder sementslurryen. Her er hovedbetingelsene å opprettholde det valgte innholdet av kjemiske reagenser og blanding av væske og vann-sementforhold. For å oppnå den mest homogene fugemassen, bør den tilberedes med en gjennomsnittsbeholder.

Komplikasjoner og ulykker ved boring av olje- og gassbrønner under permafrostforhold og tiltak for å forhindre dem .

Ved boring i intervallene for distribusjon av permafrost, som et resultat av den kombinerte fysiske og kjemiske påvirkningen og erosjonen på borehullsveggene, blir issementerte sand-argilaceous avsetninger ødelagt og vaskes lett bort av borevæskestrømmen. Dette fører til intens huleformasjon og relaterte kollapser og steiner.

Bergartene med lavt isinnhold og svakt komprimerte bergarter ødelegges mest intensivt. Varmekapasiteten til slike bergarter er lav, og derfor skjer deres ødeleggelse mye raskere enn bergarter med høyt isinnhold.

Blant de frosne bergartene er det mellomlag av tinte bergarter, hvorav mange er utsatt for tap av borevæske ved trykk som overstiger det hydrostatiske trykket i vannsøylen i brønnen. Tap i slike lag er svært intense og krever spesielle tiltak for å forhindre eller eliminere dem.

I permafrostseksjoner er bergarter i kvartæralderen vanligvis de mest ustabile i området 0 - 200 m. Med tradisjonell boreteknologi kan det faktiske volumet av stammen i dem overstige det nominelle volumet med 3 - 4 ganger. Som et resultat av sterk huledannelse. som er ledsaget av utseendet på avsatser, glidning av borekaks og kollaps av steiner, ledere i mange brønner ble ikke senket til designdybden.

Som et resultat av ødeleggelsen av permafrosten ble det i noen tilfeller observert innsynkning av lederen og retningen, og noen ganger dannet det hele kratere rundt brønnhodet, som ikke tillot boring.

I intervallet for distribusjon av permafrost er det vanskelig å tilveiebringe sementering og fiksering av borehullet på grunn av dannelsen av stillestående soner med borevæske i store huler, hvorfra den ikke kan fortrenges av sementslurry. Sementering er ofte ensidig, og sementringen er ikke kontinuerlig. Dette skaper gunstige forhold for tverrstrømmer mellom lag og dannelse av griffiner, for kollaps av søyler under omvendt frysing av bergarter i tilfelle av langsiktige "mellomlag" av brønnen.

Prosessene for ødeleggelse av permafrost er ganske komplekse og lite studert. 1 Borevæsken som sirkulerer i brønnen interagerer termo- og hydrodynamisk med både stein og is, og denne interaksjonen kan forsterkes betydelig av fysisk-kjemiske prosesser (for eksempel oppløsning), som ikke stopper selv ved lave temperaturer.

For tiden kan tilstedeværelsen av osmotiske prosesser i systembergarten (is) - skorpe på brønnveggen - spylevæske i brønnboringen anses påvist. Disse prosessene er spontane og rettet i motsatt retning av potensialgradienten (temperatur, trykk, konsentrasjon), dvs. har en tendens til å utjevne konsentrasjoner, temperaturer, trykk. Rollen til en semipermeabel skillevegg kan utføres av både filterkaken og nedihulls løpslaget av selve fjellet. Og i sammensetningen av den frosne bergarten, i tillegg til is som sementerende substans, kan det være ikke-frysende porevann med varierende grad av mineralisering. Mengden ikke-frysende vann i MMG1 avhenger av temperatur, materialsammensetning, saltholdighet og kan estimeres med den empiriske formelen

w = aT~ b .

1pa = 0,2618 + 0,55191nS;

1p(- b)= 0,3711 + 0,264S:

S er det spesifikke overflatearealet til bergarten. m a / p G - temperatur på fjellet, "C.

På grunn av tilstedeværelsen av en spyleborevæske i en åpen brønnboring, og en porevæske med en viss grad av mineralisering i permafrosten, begynner en prosess med spontan utjevning av jodkonsentrasjoner ved påvirkning av osmotisk trykk. Som et resultat kan ødeleggelsen av den frosne steinen oppstå. Hvis borevæsken har en økt konsentrasjon av noe oppløst salt sammenlignet med porevannet, vil fasetransformasjoner begynne ved is-væske-grensesnittet, forbundet med en reduksjon i issmeltetemperaturen, dvs. ødeleggelsesprosessen vil begynne. Og siden stabiliteten til brønnveggen hovedsakelig avhenger av is, som et sementerende stoff, under disse forholdene, vil stabiliteten til permafrosten, s, som lapper brønnveggen gå tapt, noe som kan forårsake skraper, kollaps, dannelse av huler og slamplugger, landinger og drag under utløsningsoperasjoner, nedstengning av foringsrørstrenger som senkes ned i brønnen, tap av borespyling og fugemasse.

Hvis graden av mineralisering av boreslammet og porevannet til permafrosten er den samme, vil brønnbergsystemet være i isotonisk likevekt, og ødeleggelsen av permafrosten under fysisk og kjemisk påvirkning er usannsynlig.

Med en økning i graden av mineralisering av spylemidlet oppstår det forhold hvor porevann med lavere mineralisering vil bevege seg fra fjellet til brønnen. På grunn av tap av immobilisert vann vil den mekaniske styrken til isen avta, isen kan kollapse, noe som vil føre til dannelse av et hulrom i brønnhullet som bores. Denne prosessen forsterkes av den erosive virkningen av det sirkulerende spylemiddelet.

Ødeleggelsen av is av salt vaskevæske har blitt notert i arbeidet til mange forskere. Eksperimenter utført ved Leningrad Mining Institute viste at med en økning i saltkonsentrasjonen i væsken som omgir isen, forsterkes ødeleggelsen av isen. Så. når innholdet i sirkulerende vann er 23 og 100 kg / m - NaCl, var intensiteten av isødeleggelse ved en temperatur på minus 1 "C henholdsvis 0,0163 og 0,0882 kg / t.

Prosessen med isødeleggelse påvirkes også av varigheten av eksponering for saltvaskevæske 1,0 t 0,96 g: etter 1,5 t 1,96 g.

Når permafrostsonen nær borehullet tiner, frigjøres en del av dens hulrom, hvor spylevæsken eller dets dispersjonsmedium også kan filtreres. Denne prosessen kan vise seg å være en annen fysisk-kjemisk faktor som bidrar til ødeleggelsen av permafrost. Det kan være ledsaget av en osmotisk strøm av væske fra brønner inn i fjellet hvis konsentrasjonen av noe løselig salt i MMP-væsken er større enn i væsken. fylling av brønnhullet.

Derfor, for å minimere den negative påvirkningen av fysiske og kjemiske prosesser på tilstanden til borehullet boret i permafrost, er det først og fremst nødvendig å sikre en likevektskonsentrasjon på brønnveggen til komponentene i boreslammet og interstitialet. væske i permafrost.

Dessverre er dette kravet ikke alltid gjennomførbart i praksis. Derfor brukes det oftere til å beskytte den sementerende permafrost-isen mot den fysisk-kjemiske påvirkningen av borevæsken med filmer av viskøse væsker som dekker ikke bare isoverflatene som er eksponert av borehullet, men også det mellomliggende rommet som delvis grenser til borehullet. og dermed bryte den direkte kontakten av den mineraliserte væsken med is.

Som AV Maramzin og AA Ryazanov påpeker, ble intensiteten av isødeleggelsen redusert med 3,5–4 ganger ved samme konsentrasjon av NaCl i dem når de byttet fra å spyle brønner med saltvann til å spyle med en mer viskøs leireløsning. Den avtok enda mer når borevæsken ble behandlet med beskyttende kolloider (CMC, CSB|. Den positive rollen til tilsetninger til borevæsken av høykolloidalt bentonittleirepulver og hypan ble også bekreftet.

For å forhindre dannelse av huler, ødeleggelse av brønnhodesonen, raser og kollapser ved boring av brønner i permafrost. borevæske må oppfylle følgende grunnleggende krav:

har lav filtreringshastighet:

har evnen til å lage en tett, ugjennomtrengelig film på isoverflaten i permafrost:

har lav erosjonsevne; har lav spesifikk varmekapasitet;

danner et filtrat som ikke danner ekte løsninger med væsken;

være hydrofob mot isoverflaten.

Beslutningen om å bygge vår egen vanninntaksenhet på stedet ble begrunnet av flere grunner, inkludert:

• mangel på sentralisert vannforsyning;
• ønsket om å ha en vannkilde med økt kvalitet uten behandling med kloreringsforbindelser;
• et stort behov for vann for vanning av hagen - til gjeldende priser for livgivende fuktighet fra vannforsyningsnettet, blir husholdningsbruk en dyr fornøyelse, noen ganger rett og slett ulønnsom.

Uansett om arbeidet skal utføres av en tredjepartsorganisasjon eller uavhengig, bør teknologien for å bore vannbrønner være så kjent som mulig. Dette vil bidra til å unngå bedrag fra utøverne og unødvendige kostnader for gjennomføringen av planen.

Valget av metode avhenger av flere faktorer:

1. Tilgjengelighet av vann i området. I den første tilnærmingen kan dette bestemmes ved å observere miljøet; det er en rekke tegn som indikerer tilstedeværelse eller fravær. Du kan også gjøre flere eksperimenter med ulike emner for å få svar på dette spørsmålet.
2. En karakteristikk av jordsammensetningen som er karakteristisk for et gitt område, som valget av boremetode avhenger av. Slike data kan fås fra den lokale hydrogeologiske organisasjonen, hvor du også må avklare dine egne prognoseanslag for tilstedeværelsen av vann på stedet.
3. Dybde av forekomst av høyvannslag (sand) og vurdering av forekomstdybde av artesiske (kalkstein) akviferer.

Med tilgjengeligheten av slike data kan det konkluderes med at det er å foretrekke å bruke en eller annen boreteknologi.

Variasjoner av måter å passere brønnhull på

Roterende boring

Vanligvis brukt i oljeleteboring. Nylig, med en økning i etterspørselen etter brønner, brukes den også til bygging av vanninntak.

Et trekk ved metoden er dens høye energiforbruk og dens anvendelighet på tung eller spesielt tung jord med inkludering av fjellformasjoner, samt på faste kalksteiner.

Under rotasjon ødelegger rotoren berget, som bringes til overflaten av vaskeløsningen. Den inneholder også sement. Som et resultat vil en del av området bli håpløst skadet. I tillegg, på slutten av arbeidet, trenger en slik brønn en lang spyling med rent vann for å fjerne sement fra porene i berget, som er en del av løsningen.

For et lite forstadsområde virker denne teknologien uønsket.

Hydraulisk boring

Dette er den enkleste teknologien for vannbrønnboring. I prosessen med å utføre arbeid, vaskes jorda ut inne i foringsrøret, som senkes under sin egen vekt. Først i begynnelsen av prosessen, når foringsrøret fortsatt er lett, må du ty til å dreie det med en spesiell nøkkel.

For å implementere denne metoden trenger du:

• to pumper, en av dem i stand til å levere væske under et trykk på minst 6 atm, den andre - for å pumpe ut avløpsvannet tilbake i tanken, med tilsvarende kapasitet;
• tank; Kapasiteten avhenger av den planlagte størrelsen og dybden til brønnen og beregnes ut fra forholdet:

V = Robs 2 (cm) x 3,14x H(cm), hvor

V er volumet til tanken,

R er den indre radiusen til foringsrøret,

3,14 - antall PI.

Så for en brønn med en diameter på 273 mm (maksimalt mulig diameter på brønnhullet med denne penetreringsmetoden), vil den indre diameteren til foringsrøret være 260 mm (radius 13 cm), den estimerte dybden til brønnen er 15 meter (15 000 cm), vil det nødvendige volumet til tanken være:

13 2 x 3,14 x 1500 \u003d 756000 (cm 3) \u003d 756 (liter).

Tatt i betraktning at det er umulig å jobbe i fravær av vann i tanken, aksepterer vi den nødvendige tankkapasiteten på 2 kubikkmeter. Denne utgiften vil ikke bli en byrde, siden riktig bruk av stedet innebærer bruk av en mellomoppvarmingstank i hagevanningssystemet.

• hydromonitor - en slange med et metallrør på enden. Utløpet skal være ca 20 mm.

Prosessen utføres som følger:

1. Boring - utføres med en hagebor, hvis diameter er 30 - 40 mm større enn diameteren på foringsrøret. Dybden på forhullet er ca 1,5 meter.
2. Installasjon av den første delen av foringsrøret i det borede hullet.
3. Den hydrauliske monitoren settes inn i foringsrøret, vann tilføres under trykk. I dette tilfellet må foringsrøret roteres rundt sin akse, noe som bidrar til synking når jorda vaskes ut.
4. Etter hvert som brønnhullet blir dypere, avbrytes spylingen periodisk for å installere neste foringsrørseksjon.
5. Vann pumpes ut etter hvert som det samler seg, og leder væsken tilbake til tanken.

Ulempen med denne metoden er dens anvendelighet bare på sand- og sandjord, og det er også en begrensning på brønnens dybde. Som regel er de ikke dypere enn 12 - 15 meter, i sjeldne tilfeller når de 20.

påvirkningsmetode

Teknologien for å bore vannbrønner ved slagmetode er en av de eldste metodene som ble brukt i det gamle Kina. Den består av følgende:

1. En grop rives av med en dybde på ca 1,5 meter og dimensjoner på 1,5 - 1,5 meter.
2. Boring utføres for å installere den første delen av foringsrøret med en dybde på opptil 2 meter.
3. En borerigg er installert - et stativ med en høyde på minst 3 meter. Høyden på riggen avhenger av lengden på foringsrørseksjonene, deres maksimale størrelse er 6 meter.

Støtdelen, opphengt i en kabel fra vinsjen, føres inn i hullet i foringsrøret og slippes ut i fritt fall. Når den treffer bakken, ødelegger den den aktivt og den, i knust form, kommer inn i sjokkdelen (laget av et rør). På slutten av trommeslageren kuttes tenner og settes fra hverandre som på en sag.

En ventil er installert inne i trommeslageren, som lar løs jord passere innover, men forhindrer at den søler ut under neste stigning. Når du passerer våte leirelag, brukes en striker uten ekstra enheter (glass), våt leire holder seg godt i den på grunn av å feste seg til veggene. Etter å ha passert en avstand på omtrent en meter, må trommeslageren fjernes fra tønnen og hulrommet renses.

I arsenalet til profesjonelle borere når antallet modifikasjoner av impactorer 10 typer eller mer. Ulike design brukes til å passere jord med forskjellige egenskaper. Dermed lar et bredt utvalg av verktøy deg passere nesten hvilken som helst jord, bortsett fra steiner. Kvaliteten på brønnene er fortsatt den høyeste. Derfor, fordi den ikke er produktiv, er slagstanseteknologi fortsatt den mest populære.

Skruboring

Denne teknologien for å bore en brønn under vann blir mer og mer populær på grunn av sin høye produktivitet og enkle utførelse.

Dette er faktisk boring med et roterende verktøy, mens skjæredelen ødelegger jorda i bevegelsesretningen, og spiralskruen tar den ut. Omtrent 40 - 50% av jorda bringes til overflaten, resten går til å forsegle veggene. Dermed er det mulig å bore uten samtidig veggforing. Foringsrørstrengen senkes ned i hullet etter at boringen er fullført.

Denne metoden har visse ulemper som ikke tillater at den brukes på sandholdig og annen løs jord, samt en begrensning på dybden på bord opp til 50 meter. Ytterligere utdyping utføres med periodisk fjerning av arbeidsverktøyet for rengjøring.

Boring utføres ved hjelp av et svært variert utstyr, og ofte for hånd, for brønner på toppvann. Dermed har industrien mestret og produserer ulike miniatyrborerigger, ved hjelp av hvilke brønner bores til 50 meters dybde i lett og middels tung jord, unntatt sandholdige.

Slikt utstyr brukes aktivt for å arrangere vanninntak i forstadsområder, ofte er det ikke nødvendig å kjøpe det, men du kan leie det.

Samtidig utføres kraftige artesiske brønner med stor debet ved bruk av like kraftige borerigger.

Perforeringsboring

Den produseres ved å drive et "spyd" med en hodestokk eller en vektstang. Den brukes som regel til utstyr til abyssiniske brønner med en håndpumpe for å pumpe vann. Brønnens begrensede diameter gjør at arbeidet kan utføres uavhengig og på kort tid.

I tillegg til metodene beskrevet, som er de mest populære i praksis, brukes mange teknikker som kombinerer funksjonene til ulike metoder.

Gjør-det-selv-vannbrønn er en ekte måte gi vann en tomt i et privat hus, og dermed bygge en pålitelig vannforsyning for fremtiden i et forstadsområde der det ikke er sentralisert vannforsyning.

Arrangement av en slik vannkilde krever betydelige økonomiske kostnader og lønnskostnader. Boring vil kreve spesialverktøy og utstyr, men med riktig organisering av arbeidet kan alt gjøres uavhengig og pålitelig.

For å utstyre din egen brønn for vann, trenger du finne riktig vann, bestemme dybden av dens forekomst og bor en kanal (brønnhull) i bakken, som er inkludert i dette produktive laget. De viktigste boremetodene er diskutert nedenfor.

skruemetoden

For slik boring, bor (bor) i form av en stang med en kutter i enden og kniver plassert langs en spirallinje. Hage- eller fiskeøvelser kan betraktes som elementære skruer.

Essensen av teknologien er ved å skru verktøyet ned i bakken ved å rotere den og trekke ut jorden mens den stiger. Prosessen kan gjennomføres manuelt eller mekanisk vei. Du kan bore en brønn manuelt ved hjelp av en skruskrue opp til en dybde på 8-10 m.

Denne teknikken regnes som den enkleste og rimeligste, men den kan bare brukes hvis det er tilstrekkelig myk eller løs jord. Du kan ikke bruke den i nærvær av kvikksand og steinete utspring. I nærvær av hardere jord eller dypere boring, er det nødvendig å verktøyrotasjonsmekanisering. Etter hvert som hullet blir dypere, skrus skruen til borerørseksjonen (streng).

Hydrodrilling (hydrodynamisk boring)

Turbinteknologi

Metoden er basert på borkronens langsgående fremføring, hvis rotasjonsbevegelse tilveiebringes av en turbobor. Alt dette er plassert på en nedsenkbar kolonne, som økes med stenger etter hvert som brønnhullet blir dypere.

Hovedelementet - en turbodrill er en motor som stuper inn i bunnhullsonen, dvs. roterer ikke hele borestrengen. Boring kan utføres av motorer med lav hastighet (120-300 rpm) og høyhastighets (450-600 rpm), mens de drives av den hydrodynamiske kraften som skapes av væskestrømmen som virker på motorbladene.

elektrisk drill

Denne teknologien er ikke fundamentalt forskjellig fra turbinboring. I dette tilfellet, i stedet for en turbodrill med blader inn i bunnhullsonen nedsenket elektrisk motor av asynkron type. Bruken av en elektrisk drivenhet gjør det mulig å forlate borestrengen i form av rør og senke den elektriske boren på et kabeltau.

Den største ulempen er redusert ytelse kabel i nedihullsforhold med hyppige utløsningsoperasjoner.

Skruemotorer

Dette er moderne, forbedrede drev senket ned i bunnhullssonen. De er omfangsrike hydrauliske enheter av roterende type. Deres rotasjon er gitt av borevæsken, og effektiviteten økes ved bruk av lav- og høytrykkskamre.

Viktig. Valget av boremetode avhenger av dybden av det produktive, vannreservoaret, jordegenskaper og tilstedeværelsen av vanskelige områder i boresonen, samt den planlagte brønnstrømningshastigheten og tilgjengeligheten av utstyr og økonomiske evner.

Hvordan bores vannbrønner?

Enhver brønn designet for å løfte vann fra dypt vann til overflaten. Dens operasjonsprinsipp er basert på arrangementet av brønnhullet i form av en rørledning ved å installere en foringsrørstreng (rør) slik at bunnhullet med et grovfilter er inne i vannkilden, mens væsken løftes av en nedsenkbar el. overflate type pumpe.

Dermed kommer vann inn gjennom hullene i bunnen av strengen og presses opp brønnhullet til overflaten.

Slags

Med tanke på designfunksjonene og dybden, skilles følgende typer vannbrønner ut:

1. Abessinisk vel(rørbrønn). Den er konstruert ved å kjøre et rør ned i bakken, og derfor er dybden ikke mer enn 6-10 m. Vannet stiger opp fra topplaget (grunnvann) og er sterkt forurenset. Den kan brukes til tekniske formål eller til drikking, men bare etter koking.
2. Vel på sanden. Hun borer dypt 14-25 m, som lar deg bruke hvilken som helst metode for boring. Vanligvis er det dekket med et rør med en diameter på 12-20 cm Strømningshastigheten til en slik brønn er liten og den er beregnet på små gårder. Arbeidet bruker en sentrifugalpumpe montert på overflaten.
3. Artesisk brønn bores til det nedre, produktive vannreservoaret på en dybde over 50 m. Vannet i den er helt rent og brukes til å drikke. Løfting fra den kan bare utføres med en nedsenkbar pumpe.

Funksjonelle noder

Enhver brønn, uavhengig av dybde og variasjon, har følgende funksjonelle soner og noder:

1. Nedihulls sone eller vanninntak. Dette er den nedre delen av brønnen, som ligger i vannreservoaret. Her, gjennom perforeringen, kommer vann inn i foringsrørstrengen. Obligatorisk element - filter.
2. Foringsrør (rør) eller sugeledning. Dens oppgave er å sørge for en forseglet kanal for vann fra bunnhullsonen til pumpeinntaket (pumpeinntaket), som må utstyrt med tilbakeslagsventil for å hindre tilbakestrømning.
3. Pumpe. Det gir stigning av vann, som det skaper et visst trykk for.
4. Hydraulisk akkumulator eller lagertank. Denne noden er ansvarlig for å beskytte utstyret fra vannhammer, gir en vannreserve og skaper nødvendig trykk i vannrørledningen.
5. Trykkbryter og kontrollutstyr.
6. Vel hode. Dette er den øvre, bakkedelen av brønnen, som beskytter den mot forurensning ovenfra, frysing og fordeling av hevet vann.

Utstyr

For å utstyre en brønn for vann, trenger du følgende inventar og utstyr:

1. Pumpe. Den velges under hensyntagen til dybden og produktiviteten til brønnen, størrelsen på foringsrøret, lengden på vannledningen. Med en akseldybde på opptil 10-12 m brukes oftest en overflate, sentrifugalpumpe med nødvendig kraft. For dype brønner brukes en nedsenkbar pumpe. Det krever en bærer, sikkerhetskabel og en nedsenkbar elektrisk kabel.
2. Bensinstasjon med et automatisk prosesskontrollsystem. Den må ha overvåkingsenheter oger.
3. Hydropneumatisk tank. Den er designet for å opprettholde et stabilt trykk i systemet og optimalisere pumpeytelsen. En konstant vannstand i den opprettholdes av en nivåbryter. Dimensjonene til reservoaret avhenger av utstyrets kapasitet og strømningshastigheten til brønnen. Volumet kan variere mye fra 20-30 til 1000 liter. Beholdere med et volum på ca 100-150 liter anses som optimale.
4. Caisson. Brønnhodet kan utstyres på forskjellige måter, men den mest populære er caissonen, som er en metallboks (tank) som tetter brønnhodet. Den er montert med liten dybde (opptil 1-1,2 m) og har dimensjoner som er tilstrekkelige til å romme tilkoblingsutstyr og en serveringsperson.
5. Kommunikasjon. Kabel, ledning for å sikre pålitelig strømforsyning og vannrør fra caisson til punktene for vannforbruk.

Merk

Den øvre delen av brønnen og vannforsyningen er i sonen for jordfrysing, og derfor må de være pålitelig isolert.

Monteringssekvens

Den nedsenkbare pumpen monteres i følgende rekkefølge:

• installasjon av en tilbakeslagsventil (hvis den ikke er inkludert i pumpesettet);
• feste på en kabel og koble til en kabel;
• nedsenking av pumpen til ønsket dybde;
• installasjon og tilkobling av en hydraulisk akkumulator (hydropneumatisk tank);
• tilkobling og justering av kontroll- og overvåkingssystemet;
• installasjon og tilkobling av finfiltre;
• tilkobling til forbrukspunkter (varmeutstyr, blandebatterier etc.).

Nedihulls enhetsskjema

En standard dypbrønnanordning med nedsenkbar pumpe har slike grunnleggende design:

• perforert vanninntak av foringsrøret med en sump;
• grovt vann filter;
• nedsenkbar pumpe med tilbakeslagsventil og vanninntak;
• ledning eller rør (slange) for å løfte vann koblet til en pumpe;
• vanntett kabel for pumpestrømforsyning;
• borehull eller utvidet øvre del av borehullet;
• hette, caisson;
• avstengningsutstyr (ventil av kuletype);
• kontrollenheter, trykkmåler (opptil 8-10 bar);
• pumpemekanisme med kuleventil.

Brønnens opplegg er ganske standard:

1. Vann under trykket fra formasjonen siver inn i sumpen og samler seg i den.
2. Når pumpen er slått på, stiger vann langs foringsrørstrengen, kommer inn i pumpevanninntaket og går opp i ledningen.
3. I caissonen sendes vann til en hydraulisk akkumulator, hvor det skapes en viss forsyning av det, hvoretter det kommer inn i vannforsyningssystemet.

Hvordan er en brønn satt opp?

Når et produktivt reservoar, en vannbærer, nås i ferd med å bore, begynner stadiet med å arrangere en brønn for vann. Først senkes den nedre filterkolonnen ned i akselen, som er et rør med en perforert spiss, et sedimenteringskammer og et filter med flere masker, som forhindrer penetrering av store fraksjoner av urenheter.

Deretter er hele foringsrørstrengen montert, og gapet mellom den og bakken er fylt med sand og fin grus. Samtidig med tilbakefylling av blandingen pumpes brønnen ved å tilføre vann med tetting av brønnhodet.

Etter rengjøring av bunnhullet, senkes en nedsenkbar pumpe på en kabel med en tilkoblet ledning med en diameter på 25-50 mm, avhengig av strømningshastigheten til brønnen. Foringsrørstrengen og brønnhodebeskyttelsen er festet på hodet. Det er installert en stengeventil i utløpssystemet. I caissonen er en vannledning og en vannledning koblet sammen.

Vel er nok kompleks hydraulisk struktur, men med riktig ordning dukker det opp en pålitelig egen vannforsyning. Alle operasjoner, som starter med boring av brønnen, kan gjøres for hånd, men for dette må du følge alle anbefalingene fra spesialister og bruke standardutstyr.

Nyttige videoer

Den billigste og enkleste å produsere hydrauliske boremaskinen og dens test ved boring av en akvifer:

Brønnen på stedet er en praktisk struktur som lar deg gi hele huset ferskvann. Å bore brønner under vann med egne hender er en helt løsbar oppgave for de som ikke er redd for møysommelig arbeid, det er bare viktig å ta hensyn til nyansene i denne prosessen og fylle på med godt utstyr.

Typer brønner

Egenskaper ved akviferen og jordkarakteristikkene bestemmer valget av metode for å arrangere en av typene brønner:

• artesisk;
• filter;
• Abessinisk vel.

Den abyssiniske brønnen bryter gjennom på steder med liten dybde av akviferen. Filterbrønner er laget på sandjord, som er perfekt brukbar. Som regel overstiger ikke dybden til slike strukturer 30 meter. Levetiden til en filterbrønn er omtrent 30-40 år, med feil vedlikehold og mangel på omsorg er denne perioden betydelig redusert. Artesiske brønner regnes som de mest pålitelige, da vann dannes av sprekker i fjellet. Boredybde - fra 20 til 110 meter.

Når du velger en boremetode, er det nødvendig å ta hensyn til egenskapene til jorda. Så våt sand løsnes lett med nesten alle kjente metoder, men småsteinavsetninger og grus med sand og silt må stanses med en bailer. Når det gjelder leire eller leirjord, kan en bore eller et glass håndtere dem.

Profesjonelle team har spesialutstyr som bidrar til å lage en dyp struktur på kort tid. Manuell boring av vannbrønner utføres oftest ved hjelp av skruemetoden; andre metoder kan brukes som ikke krever spesielle ferdigheter og dyre verktøy.

skruemetoden

Dette er en roterende boremetode, hvor det brukes en bor eller skrue, store steiner brytes med en spesiell meisel under drift. Skruen ser ut som en stang med et arbeidsverktøy, enheten er skrudd inn i jorden, og spesielle kniver trekker ut den kuttede steinen. I prosessen brukes også spesialutstyr for å holde boret i ønsket posisjon.

Skruboring skjer på denne måten: en fordypning lages i bakken, under drift senker boret seg og stiger fra hullet. Stangen bygges gradvis opp ved hjelp av en gjengeforbindelse, mens hullets vegger er beskyttet av foringsrør. Prosessen med å bore en brønn for vann med egne hender ved hjelp av skruemetoden skjer til en akvifer dukker opp, som det er nødvendig å gå dypt med omtrent en halv meter. Etter det fjernes boret fra jorden, og filteret senkes ned i brønnen. Merk at foringsrøret ikke skal hvile mot bakken, så det må heves litt. Det gjenstår bare å pumpe brønnen, og deretter senke pumpen ned i den.

Merk at installasjon av foringsrør anbefales utført før boring. Skrumetoden er den billigste og rimeligste, den er perfekt for leire og leirholdig jord. Diameteren til brønnen oppnådd ved denne metoden kan variere fra 50 til 750 millimeter. Ved hjelp av skruemetoden kan du selvstendig bore opptil 20 meter per dag.

Video av boring av en vannbrønn ved hjelp av en skruemetode:

roterende metode

Rotasjonsboring utføres ved bruk av spesielle borerigger. Denne metoden brukes ofte av spesialister for å skaffe filtreringsbrønner. Berget blir ødelagt med en spesiell meisel, løs jord fjernes ved å vaske eller blåse hullet. Den roterende metoden innebærer bruk av spesialutstyr: boreutstyr, enheter for rengjøring av strukturen. Under driften av boret oppstår ulike uforutsette situasjoner (for eksempel setter enheten seg fast i fjellet), som må håndteres. Det er grunnen til at rotasjonsmetoden sjelden brukes som en ikke-profesjonell boremetode.

Video om roterende boring

Slagboring

Denne metoden for boring innebærer bruk av en bailer og kjørebriller. Metoden er svært kompleks og tidkrevende, men med dens hjelp bores dype hull med en dybde på 40 til 100 meter. Sjokktau-metoden trenger ikke å spyle hullet med vann. For ham bruker håndverkere ofte bærbare installasjoner, boring av en brønn med egne hender gjøres i trinn:

1. Et hull er laget i bakken med en hagebor, over hvilken et stativ med en spesiell blokk er installert.
2. En bailer med kabel kastes inn i gruven fra ca. 1-2 meters høyde.
3. Kanten på baileren ødelegger fjellet som blir igjen i ventilen.
4. Baileren kommer seg ut av hullet, kvitter seg med jorda og kaster deretter igjen. For å forenkle prosessen kan kabelen kobles til en vinsj utstyrt med en motor.
5. I ferd med å utdype bakken, installeres en foringsrørstreng, som må økes i løpet av arbeidet.

Sjokktaumetoden for å bore en brønn for vann har blitt brukt av mennesker siden antikken, på grunn av dens enkelhet og pålitelighet. Samtidig er metoden arbeidskrevende og tidkrevende: prosessen kan ta 2-3 måneder. For sjokk-tau-metoden brukes også et drivglass - et rør med spiss kant som behandler jorda. Rensing av bergarter utføres med deler av armering eller andre improviserte materialer. Den enkle designen er ikke utstyrt med en ventil, som skiller den fra baileren. Drivglasset er beregnet for bearbeiding av den viskøse jorda.

Video om sjokk-tau-metoden for å bore brønner for vann:

For egenproduksjon av baileren kan du bruke et metallrør med ønsket diameter. Den optimale lengden er 2-3 meter, mens tykkelsen er ca. 10 millimeter. Slike indikatorer for verktøyet vil tillate det å ha tilstrekkelig masse for å sikre boreprosessen. Den nedre delen av røret må skjerpes innover, og en rund plate med en fjær er også festet til den. Det anbefales å feste skarpe metallbiter til kanten, samt sveise et beskyttende trådnett til håndtaket.

Hydro boring

Boring av brønner for vann ved bruk av denne teknologien innebærer erosjon av jorda med en stor mengde vann. Denne metoden brukes til sand og løs jord. Boringen går ganske raskt. Det er først nødvendig å forberede en foringsrørstreng, etter installasjonen av hvilken brønnsøylen sementeres fra utsiden av rørene. Til arbeid brukes vann som inneholder saltsyre, som forhindrer forurensning av akviferen. Hydroboringsteknologi lar deg få en brønn med liten dybde på ca. 10-15 meter.

Video om manuell hydroboring av en brønn for vann:

Tau-roterende boring

For denne metoden brukes borerigger eller hule stenger med borkrone. Den behandlede jorden ekstraheres fra brønnen med en spesiell løsning. Bentonittleire tilsettes vannet, som bidrar til å styrke brønnen og beskytte den mot kollaps. Vi kan si at prosessen utføres på bekostning av resirkulert vann. Etter boring plasseres et plastfilter og et rør med en diameter på ca. 120 millimeter i hullet. Brønnens diameter er omtrent 50 millimeter større, knust stein helles i det resulterende rommet, noe som bidrar til å øke levetiden til strukturen. Boring utføres i sand, dybden på brønnen overstiger ikke 30 meter.

Opprettelsen av den abessiniske brønnen

En slik brønn har et annet navn - en brønnål, som er forbundet med likheten til røret med en skarp metallstang. Hvis akviferen er plassert nær overflaten, kan du få vann på stedet på bare noen få timers arbeid. For å bore en abyssinisk brønn, bør du:

1. Lag et hull på 6-8 centimeter, for dette tas en skru.
2. Plasser et hus med et filter med et stort antall hull og en skarp kant inn i hullet. Filteret er pakket inn med et nett som hindrer inntrengning av sand.
3. Tett til røret og bygg det opp for å få vann.
4. Senk overflatepumpen, som vil være nok til en grunn brønn.

For tilstopping av røret brukes enkle verktøy som en stang eller topp. Stangen ser ut som en enkel metallstang med en diameter på ca 20 millimeter, om nødvendig bygges den opp under boreprosessen. Stangen treffer spissen, som bærer belastningen under prosessen. Lasten under boreprosessen fordeles mer intelligent ved bruk av en spesiell last med hull - headstock. Slag påføres hodet plassert på røret. For å unngå en så komplisert situasjon som et ødelagt rør, er det nødvendig å bruke kun materialer av høy kvalitet. For eksempel slagfaste koaksiale gjenger som ikke ryker under drift.

Video om hvordan du lager en abyssinisk brønn på en dag, alene:

Den abyssiniske brønnen har mange fordeler, samtidig som det er enklere å lage den selv enn å bore en dypere brønn. På grunn av sin kompakte størrelse kan den utstyres selv i kjelleren i huset, levetiden er 5-25 år. Kapasiteten til en slik brønn er ganske nok til å gi vann til en stor familie, mens den er av god kvalitet.

Etter selvboring av en brønn, er det nødvendig å opprettholde den i fungerende tilstand. For å holde vannet friskt bør du lage ventilasjonshull som gir luftstrøm. Toppen av strukturen skal dekkes med et lokk som kan åpnes for å inspisere brønnen eller hente pumpen. Etter at boringen av vannbrønner med egne hender er fullført, er det viktig å analysere væsken for tilstedeværelse av urenheter. Dette bør gjøres et par uker etter arbeidet, slik at vannet kan renses for forurensninger som boreprosessen medfører.