Сущность пневматического способа удаления продуктов разрушения. Разновидности газообразных агентов.

Использование газообразных агентов вместо промывочных жидкостей или пневматического способа удаления продуктов разрушения вместо гидравлического позволяет:

1. Существенно увеличить механическую скорость бурения (в 4–5 раз в твердых и в 2–3 раза в мягких породах) и проходку на долото (в 2–5 раз).

Столь существенные преимущества продувки объясняются следующим:

– практически отсутствует статическое давление на забой скважины (r_г = 0,6–18 кг/м³);

– происходит более интенсивная очистка забоя вихревым (высокотурбулентным) потоком огромной скорости.

2. Сохранить естественные свойства отбираемого керна, так как исключается его размыв, растворение, загрязнение.

3. Без осложнений проходить зоны, катастрофически поглощающие буровой раствор.

4. Существенно увеличить продуктивность пластов с низким пластовым давлением.

4. Исключить набухание, растворение и обвалы горных (глинистых) пород, естественная структура которых нарушается при контакте с буровым раствором на водной основе.

5. Успешно бурить интервалы ММП и льда (теплоемкость воздуха в 4 раза ниже теплоемкости воды, поэтому его легко и быстро можно охладить до нулевой и даже до отрицательной температуры).

6. Улучшить условия труда буровой бригады (отпадает необходимость в приготовлении промывчоной жидкости и растворов химических реагентов, не нужна циркуляционная и очистная системы, не перемерзает нагнетательная система и т.д.).

7. До минимума снизить техногенную нагрузку на окружающую природную среду.

Несмотря на перечисленные достоинства и высокую эффективность (производительность буровых работ возрастает в 1,5–2 раза), объемы бурения с использованием пневматического способа удаления продуктов разрушения весьма незначительны (» 1–2 %).

Объясняется это тем, что газообразные агенты имеют и целый ряд существенных недостатков:

1. Увеличивается стоимость наземного оборудования. Для бурения с продувкой необходимы компрессор высокого давления, специальные нагнетательная и выкидная линии, пылесборники, влагомаслоотделитель, КИП и т. д. Кроме этого продувка возможна только при роторном способе бурения.

2. Повышается износ бурильных труб вследствие окислительного действия газообразной среды (при использовании в качестве очистного агента сжатого воздуха), отсутствия архимедовой силы, абразивного действия смеси «газ + шлам», высоких значений коэффициента трения.

3. Отсутствует возможность регулирования противодавления на вскрываемые пласты, в связи с чем значительно возрастает опасность флюидопроявлений, сложно бурить в потенциально неустойчивых породах.

4. Значительно осложняется бурение при притоках в скважину воды. В этом случае шлам становится влажным, налипает на буровой инструмент и стенки скважины, в результате чего образуются сальники. При незначительных водопритоках производят гидрофобизацию контактирующих поверхностей непрерывными добавками ПАВ (0,1–0,2 % к предполагаемому объему притока воды).

5. Ограничивается возможность проведения геофизических работ. Для проведения электрокаротажа и перфорирования обсадной колонны скважина должна быть заполнена жидкостью.

Вывод: газообразные агенты экономически целесообразно использовать при проходке зон катастрофического поглощения, интервалов ММП и льда, при бурении в безводных и засушливых районах, при вскрытии продуктивных горизонтов с низким пластовым давлением (со строгим соблюдением правил безопасности).

При наличии в разрезе газо- и нефтесодержащих пластов в качестве очистного агента необходимо применять природный газ и, лучше всего, от газовых магистралей промысла. При отсутствии газопровода обычно применяют азот или отработанный газ, полученный от ДВС, утановленных на буровой.