Промывка по зафильтровому пространству

Одним из основных методов освоения водоносных пластов является их промывка, которая обеспечивает наружную разглинизацию скважин.

Наиболее эффективной является промывка чистой водой по зафильтровому пространству. Для этой цели в боковой поверхности фильтровой трубы на расстоянии 1—2 м от башмака просверливают промывочные отверстия, над которыми устанавливают стопорное кольцо с конической проточкой под конусную резьбу ниппеля бурильных труб или переводник с обратным клапаном и левой резьбой под ниппель бурильной трубы (рис. 47, а), что позволяет опускать фильтровую колонну с одновременной промывкой по зафильтровому пространству. Промывочная жид­кость (вода) подается через бурильные трубы, стоп-кольцо или левый переводник и промывочные отверстия, которые могут быть также и в башмаке фильтра, омывает рабочую часть фильтра, заглинизованные стенки пласта и выходит через оголовок. Промывка проводится до освет­ления воды. Признаком «оживления» водоносного пласта является вынос песка и поглощение воды. Этот способ позволяет производить много­кратную промывку скважины для удаления глинистого раствора, находя­щегося между водоносным пластом и рабочей частью фильтра.

Если фильтр устанавливают на водоподъемной колонне (рис. 47, б), бурильные трубы в оголовке скважины закрепляют сальником. В этом случае скважину оборудуют кондуктором, который цементируется до устья. После окончания промывки бурильные трубы правым вращением вывинчивают из башмака и извлекают из скважины, а отстойник фильтра во избежание пескования частично засыпают гравием. Иногда с этой целью в башмаке устанавливают обратный клапан. Затем производят дополнительную разглинизацию скважины свабированием и откачку с расходом, превышающим расход при промывке. При этом происходит дальнейшая разглинизация скважины, о чем свидетельствует увеличение дебита скважины, понижение динамического уровня и полное осветление воды. Продолжительность откачки, при которой завершается разглиниза­ция скважины и стабилизируется удельный дебит, зависит от степени глинизации стенок скважины при бурении, свойств водоносных пород и интенсивности промывки. В крупнозернистых песках разглинизация заканчивается за несколько часов, в мелко- и среднезернистых — за 6 — 8 сут, а иногда и более.

 

Рис. 47. Схема промывки скважины через отстойник фильтра.

а — установка фильтра впотай; б — установка фильтра на водоподъемной колонне. 1 — оголовок для отвода промывной воды; 2 — бурильные трубы;

3 — переводник; 4 — надфильтровые трубы; 5 — затрубная цементация;

6 — фильтр; 7 — глинистая корка; 8—деревянная пробка; 9 — муфта;

10 — диафрагма; 11 — отстойник; 12 — отверстия для подачи промывной воды; 13 — направляющая деревянная пробка.

Недостатком способа разглинизации затрубной промывкой является неполное удаление глинистой корки, так как вода поднимается по зафильтровому пространству не сплошным потоком, а движется по изолированным каналам, промытым в глинистой корке. Давление, создаваемое насосом, и скорость восходящего потока, как правило, недостаточны для полного размыва глинистой корки.

 

Способ разглинизации водоносных пластов через промывочное окно (РПО)

Из существующих способов разглиниза­ции водоносных горизонтов в неустойчивых породах особого внимания заслуживает так называемый способ обратновсасывающей промывки через промывочные окна.

Преимуществами этого способа явля­ются: простота исполнения; высокая эф­фективность и совмещение разглинизации непосредственно с откачкой скважины.

Сущность способа заключается в удале­нии породы, обрушенной в зафильтровом кольцевом пространстве, через специальные окна в период откачки. Конструкция сква­жины и расположение отдельных деталей устройства в момент проведения разглини­зации показаны на рис. 48.

Указанное устройство устанавливают между фильтром и его отстойником. Оно состоит из специального ниппеля 9 с упор­ном кольцом 8, промывочных окон 7, сколь­зящей втулки 5, которая фиксируется срезными штифтами 6 в верхнем положении на весь период разглинизации.

Разглинизация ведется как обычный процесс откачки эрлифтом. При этом в результате понижения уровня воды в скважине стенки обрушаются вместе с глинистой коркой. Обрушенная порода падает в кольцевое пространство и заполняет его. Поскольку из скважины идет постоянный отбор воды, то обрушенная порода через промывочные окна и водоподъемную колонну выносится на поверхность. Вследствие постоянного удаления породы процесс разглинизации стенок скважи­ны будет в основном происходить в свободной части кольца и зависеть от того, какая часть кольцевого про­странства заполнена песком. Идеальным является слу­чай, когда объем обрушаемой породы равен объему по­роды, выносимой через промывочные окна, т.е. при полностью свободном кольцевом пространстве.

Поэтому при определении требуемого понижения в скважине необходимо учитывать устойчивость стенок скважины и возникающие при этом скорости восходя­щего потока. Содержание песка в откачиваемой жидкости не должно превышать 10—15%. Поскольку учитывать интенсивность самого обрушения за фильтром практи­чески невозможно, то этот фактор можно регулировать только интенсивностью откачки.

Продолжительность прокачки скважины определяется временем очистки воды и количеством вынесенного песка. В зависимости от конструкции фильтра и района работ количество вынесенного песка предварительно может быть принято в пределах 0,3—0,5 м³ на 1 м длины фильтра. Время, требуемое для прокачки сква­жины этим способом, составляет одну бригадо-смену.

 

Рис. 48. Схема разглинизации методом обратновсасываемой промывки через промывочные окна.

1 — воздушные трубы эрлифта; 2 — водоподъемные трубы;

3 — кондуктор; 4 — рабочая часть фильтра; 5 — втулка; 6 — срезной штифт; 7 — промывочные окна; 8 — упорное кольцо; 9 — ниппель.

По окончании разглинизации перекрывают промы­вочные окна. Для этого водоподъемной колонной (или другим инструментом), слегка ударяют по скользящей втулке 5 до среза штифтов 6; скользящая втулка перемещается до упорного кольцами 8 и перекрывает промывоч­ные окна. После перекрытия промывочных окон водо­подъемную колонну приподнимают на длину фильтра и продолжают откачку до полного осветления воды.

При выборе длины фильтра и места его установки необходимо помнить, что верх фильтрующей части дол­жен отстоять от кровли водоносного пласта на высоту конечного конуса обрушения.

После разглинизации этим способом может преду­сматриваться заполнение конуса обрушения гравием; величина удаления фильтра от кровли будет опреде­ляться в зависимости от высоты гравийной обсыпки, так как при наличии гравийной обсыпки конус обрушения в последующем не оказывает отрицательного влияния на дебит скважины.

 

Кислотная обработка

В специальном меловом промывочном растворе или при обогащении раствора частицами мела при бурении пород происходит образование кольматанта, содержащего частицы карбонатов. В этом случае в процессе освоения водоносного горизонта целесообразно применять кислотную обработку. Кислотную обработку применяют также при заборе воды из известняков, мелов, доломитов, когда они имеют недостаточную проницаемость.

Для растворения карбонатных пород рекомендуется 15% раствор соляной кислоты.

Для уменьшения коррозирующего действия соляная кислота подвергается ингибированию, например, добавляют катапин 0,05-0,1% от веса соляной кислоты.

После подачи необходимого количества кислоты в прифильтровой зоне создают возвратно-поступальное движение раствора посредством периодического нагнетания воздуха под герметичный оголовок скважины.

Цикл обработки сжатым воздухом состоит из выдавливания кислотного раствора в пласт (3-5 мин) и затем выдержки при восстановлении уровня в течение 5-10 мин. Бывает достаточно 8-10 циклов, а вся продолжительность обработки занимает не более 2 ч, после чего производится откачка из скважины.

Заливочные трубы используются как водоподъемные при откачке эрлифтом.

Эффективность обработки скважин соляной кислотой оценивается путем сопоставления основных параметров (удельного дебита, коэффициента фильтрации), полученных в ходе откачки до и после обработки.

 

Рис. 49. Принципиальная схема оборудования при солянокислотной обработке.

1 – фланец устья скважины; 2 – оголовок; 3 – патрубок для присоединения к компрессору; 4 – манометр; 5 – патрубок для выпуска газов и воздуха; 6,7 – заливочные трубы (не менее 100 мм); 8 – верхняя часть фильтра.