Гидравлические методы
Метод разглинизации пластов
Метод разглинизации пластов обратновсасывающей промывкой, заключается в удалении породы (обрушенной в зафильтровом пространстве) через специальные окна в период откачки (рис. 11.8). Для этого в обсаженную кондуктором 3 скважину между фильтром 4 и отстойником монтируют устройство, состоящее из насадки 9 с упорным кольцом 8, промывочных окон 7, скользящей втулки 5, которая фиксируется срезными штифтами 6. В процессе откачки эрлифтом 1 вследствие понижения уровня воды создается перепад давления в системе пласт — скважина. В результате происходит обрушение стенок и удаление породы вместе с жидкостью через промывочные окна 7 и водоподъемную колонну 2 на поверхность. После окончания разглинизации ударом водоподъемной колонны 2 по скользящей втулке 5 срезают штифты 6. Втулка перемещается вниз, перекрывая окна 7.
Рис.11.8. Схема разглинизации пластов обратновсасывающей промывкой
Гидроерши также используют для удаления глинистого раствора из пространства между рабочей частью фильтра и водоносным пластом и размыва глинистой корки. Гидроерш (рис. 11.9) состоит из следующих узлов: верхнего 1 и нижнего 4 поршней с грузом для создания гидравлического удара в рабочей части фильтра, приемного клапана 3, механического ерша 5 для очистки внутренней поверхности фильтра и гидравлических насадок 2. Устройство на бурильных трубах опускают в скважину без верхнего поршня 1 и придают ему возвратно-поступательное перемещение. Нижний поршень с приемным клапаном представляет собой сваб, с помощью которого жидкость перемещается в надпоршневое пространство и создается перепад давления в системе пласт — скважина. С установленным верхним поршнем устройство используется для промывки рабочей поверхности фильтра и стенок скважины в пространстве между поршнями высоконапорными струями воды, выбрасываемыми через гидронасадки.
Рис.11.9. Гидроерш
Импульсные методы
Импульсные методы освоения скважин заключаются в воздействии ударных волн на вскрытый водоносный пласт. Средства для создания гидроимпульсов давления могут быть самыми различными:
- вибрации
- откачка эрлифтом с прерывателем потока жидкости
- электровзрыв
- пневмовзрыв
- взрыв заряда твердых ВВ
- свабирование и т.д.
Вибрационный метод заключается в том, что одновременно с промывкой или откачкой на водоносный пласт и фильтр воздействуют гидравлические импульсы, которые возбуждаются в столбе жидкости рабочим органом (рис. 11.10), представляющим собой трубу 7 с дисками 8. Рабочий орган совершает продольные колебания с амплитудой 5-10,мм при частоте 10-14 Гц с помощью вибратора. Возникающие перепады давления в пределах 0,2-0,5 МПа достаточны для эффективной разглинизации зоны водоносного пласта и фильтра. Вибрационный метод используется при глубине залегания водоносного пласта до 200 м.
Рис. 11.10. Схема вибрационного метода восстановления водоотдачи водоносных пластов: 1 - вибратор; 2 — амортизационные пружины; 3 -патрубок для вывода со шламом; 4 - опорная рама; 5 — обсадная труба; б — эксплуатационная труба; 7 -насосно-компрессорная труба; 8 диски; 9 - водоносная порода; 10 - фильтр скважины; 11 — патрубок для подачи воды или воздуха
Метод залегания путем возбуждения гидроимпульсов с помощью прерывателя при откачке эрлифтом применяется для освоения водоносных горизонтов ъ трещиноватых породах. Эрлифт с концентрическим расположением труб опускают в скважину. Затрубное пространство между эксплуатационной колонной и водоподъемными трубами выше пласта герметизируют пакером. На выходе в трубопроводе для откачиваемой воды монтируют заслонку с приводом, обеспечивающим перекрывание потока с частотой 0,2—1 Гц. В результате на водоносный пласт действуют знакопеременные давления, способствующие раскрытию трещин, очистке их от шлама и глинистого раствора.
Электровзрывной (электрогидравлический) метод обработки скважин основан на импульсном выделении электрической энергии в виде искрового разряда. Для реализации метода используются генераторы импульсов тока с накопителем электрической энергии в виде конденсаторной батареи. При высоковольтном электрическом разряде внутри фильтра возникает ударная волна, которая, распространяясь в радиальном направлении, разрушает осадки на поверхности фильтра и стенках скважины. Последующее движение воды при захлопывании парогазового пузыря вызывает отделение разрушенных осадков и глинистых частиц и их вынос в ствол скважины. Преимущества электровзрывного метода заключаются в возможности многократного воспроизведения электрических разрядов и плавного регулирования гидродинамических параметров путем изменения емкости и напряжения конденсаторов. Недостаток метода — сложность применяемого оборудования.
Пневмовзрывной способ освоения водоносных пластов основан на применении скважинных пневмоснарядов, обеспечивающих быстрый выпуск сжатого до высокого давления (10—12 МПа) воздуха. В результате в жидкости возникают волны давления, разрушающие глинистые и химические осадки на фильтре и стенках скважины. Существенное преимущество вневмовзрывного способа - возможность регулирования частоты и интенсивности выхлопов сжатого воздуха, доступность и безопасность рабочего тела — воздуха. Взрыв заряда твердых взрывчатых веществ применяется для освоения водоносных горизонтов, представленных как неустойчивыми, так и крепкими трещиноватыми породами. Возникающая при взрыве ударная волна очищает рабочую поверхность фильтра и, распространяясь далее в пространстве за фильтром, деформирует глинистую зону водоносного пласта. При разрыве газового пузыря возникает депрессия на пласт, и смесь глинистого раствора с песком устремляется внутрь фильтра. Пульсация газового пузыря способствует интенсивной разглинизации пласта. Для проведения взрывных работ изготовляют специальные торпеды, представляющие собой цилиндр с центрирующими фонарями. Внутри цилиндра находится заряд взрывчатого вещества. Для разглинизации водоносных песков в качестве ВВ используется детонирующий шнур. Торпеду опускают в скважину на электрическом кабеле. С помощью электродетонатора торпеда взрывается, и скважина очищается от разрушенной породы.
Свабирование заключается в том, что при возвратно-поступательном перемещении сваба (поршень 4 с клапаном 3 на рис. 11.9) жидкость порциями перемещается в надпоршневое пространство. В результате создается депрессия на водоносный пласт, вызывающая приток воды из пласта в скважину, очистку фильтра и стенок скважины от глинистой корки, осадков и загустевшего раствора. Свабирование наиболее эффективно при освоении напорных водоносных пластов при глубине их залегания свыше 100 м. Механические методы освоения водоносных пластов заключаются в разрушении зоны глинизации лопастным расширителем,установленным под башмаком фильтра. Образовавшаяся каверна заполняется гравийной обсыпкой. Для очистки рабочей поверхности фильтра от осадков применяются механические ерши.
