Глава 10. Промывка скважин

10.1. Основные типы промывочных жидкостей, применяемые для бурения скважин в различных горно-геологических условиях

При геологоразведочном бурении очистка скважин производится непрерывно в процессе бурения при помощи промывочных жидкостей, сжатого воздуха, пенных систем. Наиболее распространенным способом очистки скважин, однако, до сих пор остается применение промывочных жидкостей (техническая вода, естественные или глинистые растворы, аэрированные жидкости, эмульсионные и полимерные растворы).

Промывочные жидкости, применяемые при бурении, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. очищать зону забоя скважины от разбуренной породы, чтобы породоразрушающий инструмент контактировал с чистым забоем;

2. закреплять или удерживать стенки скважины при бурении в неустойчивых породах;

3. препятствовать прорывам пластовых вод в скважину;

4. обладать смазочными свойствами;

5. снижать коррозийную агрессивность среды в скважине;

6. поддерживать частицы выбуренной породы во взвешенном состоянии во время перерывов в работе, когда жидкость находится в скважине в полном покое;

7. охлаждать породоразрушающий инструмент в процессе бурения;

8. облегчать процесс разрушения горных пород;

9. удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям.

Глинистые растворы, наиболее успешно применяющиеся при бурении осадочных, рыхлых, неустойчивых, трещиноватых пород, всесторонне охарактеризованы в имеющейся литературе по бурению. Для приготовления этих растворов наряду с использованием местных глин применяют централизованно поставляемые глинопорошки.

Использование технической воды не требует специальных рекомендаций.

В последние годы широкое развитие и использование при высокоскоростном бурении на твердые полезные ископаемые получили эмульсионные и полимерные промывочные жидкости.

В табл. приведены основные типы промывочных жидкостей, применяемых при бурении скважин в различных горно-геологических условиях.

10.2. Материалы, применяемые для приготовления промывочных жидкостей

Глинистое сырье

Глинистое сырье имеет широкое распространение. Для приготовления промывочных жидкостей используются порошкообразные глины, в том числе бентонитовые, а также различные местные комовые глины. Производство глинопорошков организовано на ряде заводов из высококачественных глин и бентонита. Качество глинопорошков регламентируется ТУ 39-043-74 (табл. ).

Все глинопорошки поставляются в бумажных мешках массой по 40 кг. Мешки маркируются; каждая партия глинопорошка должна иметь паспорт с указанием даты изготовления и качественных показателей глинопорошка.

Плотность глинопорошков из бентонита – 2,6 г/см³, из других глин – 2,6-2,7 г/см³; влажность 6-10 %.

Молотый мел и известняк применяются для приготовления безглинистых растворов. Степень помола (остаток на сите 4900 отв./см²) – 5-10 %. Плотность в среднем – 2,7 г/см³, естественная влажность – 3-6 %. Обычно в эти растворы добавляется бентонит (5-10 %), или глинопорошок (10-15 %), или местная комовая глина (15-25 %). Растворы подвергаются обработке теми же реагентами, которые используются при обработке обычных глинистых растворов.

В качестве утяжелителей применяются молотый мел и известняк (до 1,4-1,45 г/см³), барит и железистые утяжелители (гематит, магнетит и др.). Наиболее предпочтителен барит, отвечающий техническим условиям ТУ 39-126-76 (табл. ).