Лекция 8. Основные Особенности и осложнения, возникающие ПРИ проходке геотермальных скважин

По температурному режиму все геотермальные месторождения делят на низкотемпературные - районы вне вулканической актив­ности (Ставрополье, Кавказ и др.) и высокотемпературные, при­уроченные к зонам вулканической деятельности (Камчатка, Са­халин, Курильские острова и др.). С первыми связана добыча горячих и минерализованных вод, широко применяемых в баль­неологических целях, вторые являются источниками термальной энергии, служащей основой тепло- и электрификации отдельных районов и городов (за счет использования теплоносителя в виде пароводяной смеси и перегретого пара). По температуре на устье геотермальные скважины подразделяются на четыре группы: с нормальной температурой- от 40 до 100 °С, со средней - от 100 до 150 °С, с высокой - от 150 до 250 ^СС, с очень высокой - более 250 °С [5].

В настоящее время добыча термальных вод, пароводяной смеси и перегретого пара осуществляется в основном с помощью буро­вых скважин, для сооружения которых применяется вращатель­ное бурение (роторное, турбинное и реже колонковое) с промыв­кой, продувкой сжатым воздухом, аэрированными жидкостями и пеной.

Начало освоения горячих и минеральных вод относится к 1900 г. Поэтому техника и технология проходки скважин доста­точно освоена. Более сложно бурение скважин на пароводяные смеси и перегретый пар. Серьезные работы в этом направлении ведутся, кроме СНГ, в США, Италии, Исландии, Новой Зелан­дии, Франции, Японии, Мексике и др. [5].

Основные факторы, определяющие трудность бурения высоко­термальных скважин: высокая температура пород, самого тепло­носителя и коррозионная агрессивность последнего, наличие зон поглощений, обвалов горных пород. Высокая температура в стволе скважины обусловливает развитие в обсадных трубах тепловых напряжений, приводящих к потере ими прочности, разрыву ко­лонн обсадных труб. Агрессивное воздействие пластового флюида на обсадные трубы может вызвать их разрушение за несколько дней.

Коррозионное воздействие на трубы растет снизу вверх, что объясняется выделением сероводорода из поднимающегося по стволу скважины к поверхности теплоносителя. В верхней части труб появляется точечная коррозия, вызываемая выделением кис­лотообразующих 'газов и горячей минерализованной воды, осо­бенно при нарушении стабильности движущегося флюида. Не менее опасно и вредно формирование окалины на буровом ин­струменте и трубах.

При снижении температуры и скорости движения с ростом давления в потоке из минерализованной воды могут выпадать в осадок карбонаты и кремний, что приводит к образованию тол­стой корки, даже к пережимам проходного канала, а иногда и к полному его закупориванию отлагающимися солями. Возможен выброс из скважины горячих флюидов (грифонообразование). К числу обычных геологических осложнений при проходке гео­термальных скважин можно' отнести поглощения промывочной жидкости, обвалы и обрушения горных пород, прихваты буро­вого инструмента.