Способы регулирования давления в зоне разрушения

Анализируя различные способы регулирования давления в зоне разрушения при бурении глубоких скважин, можно вы­делить следующие:

1) регулирование общего давления на за­бое скважин р_с в процессе бурения;

2) местное регулирование давления в зоне разрушения породы при поддержании необ­ходимого значения р_с;

3) комбинированный способ регулиро­вания при одновременном изменении р_с и давления в зоне разрушения;

4) регулирование фильтрационных свойств гор­ной породы в зоне разрушения.

Давление рабочего агента по всему стволу скважины регу­лируют путем изменения его плотности ρ. Как правило, дав­ление р_с регулируют путем дискретного снижения р или за счет аэрации бурового раствора. В последнем случае необхо­димы специальная обвязка оборудования и компрессоры.

Разработан и опробован способ плавного регулирования р_с непосредственно в процессе бурения.

В настоящее время плотность бурового раствора выбира­ют из расчета поддержания должного противодавления на стенки скважин р_ст в статических условиях. Естественно, чем меньше будет ρ, тем меньше р_ст и, следовательно, Δр_р и р_у. Однако даже в этом случае при циркуляции бурового раство­ра давление в скважине р_ц возрастает по сравнению со статическими условиями, как минимум на значение гидравличес­ких сопротивлений в кольцевом пространстве р_к.п, которое может достигать 1-2 МПа. Указанное противодавление мо­жет оказаться достаточным, чтобы значение v_m снизилось на 50-100 %, поэтому в процессе бурения необходимо сохра­нять условие р_ц = р_ст, для чего необходимо снижать ρ на значение Δр = р_к.п /gН.

Со снижением ρ уменьшается концентрация твердой фазы х₀ и изменяется удельное объемное сопротивление фильтрационной корки r₀. В итоге интенсивность воздействия на гидродинамические процессы в зоне разрушения возрас­тает.

Преимущество разработанного способа регулирования р_с состоит также в возможности для каждого конкретного слу­чая бурения оперативно, без остановок основного процесса, выбирать минимально допустимые значения Δр.

Однако геологические условия проводки скважин ограни­чивают нижние пределы изменения плотности бурового рас­твора. Поэтому при достижении минимально допустимых значений р_с в дальнейшем становится возможным только ме­стное регулирование давления в зоне разрушения, что чаще всего осуществляется:

а) за счет реализации эффекта Томса;

б) гидромеханическими способами - использованием забой­ных сепараторов ЗС, эжекторных насадок и т.д.;

в) регули­рованием частоты вращения долота;

г) подбором утяжелителя определенного качества.