Технология забуривания дополнительного ствола съемными клиновыми отклонителями

При выборе материала для создания искусственного забоя учитываются такие требования, как:

• - экологичность применяемых материалов;
• -прочность, сопоставимая с прочностью пород в интервале постановки

забоя;

• - возможность надежного регулирования сроков отверждения для доставки смеси на нужную глубину ствола скважины с учетом температуры в скважине;
• - адгезионные свойства отверждаемой смеси.

Наиболее распространены твердеющие смеси на основе цемента (водоцементное соотношение - 0,4-0,5) с добавками алебастра - 5-10 % или поташа - 2%, или NaOH - 5 % и др. реагентов ускоряющих и регулирующих сроки отверждения. Прочность на сжатие отвержденных образцов из цементного раствора может составить (40-80)-10² кПа, что соответствует прочности горных пород V-VI категории по буримости [12].

По прочностным характеристикам для создания искусственного забоя были бы более предпочтительны композиции из эпоксидных смол, прочность которых на сжатие после отверждения может составлять (100-120)-10' кПа (VIII категория по буримости).

В состав эпоксидной композиции могут входить смола типа ЭД-20, ЭД-16 (эпоксидные диановые) или ЭИС-1А (эпоксидные из сланцев), пластификатор (дибутилфтанат), отвердитель для отверждения в водной среде - УП-503 или ГМД и наполнитель (песок или цемент). Композиция в составе ЭД-20: пластификатор: ГМД: песок готовится при соотношении весовых частей 100:15:12:200 соответственно. Для композиции со смолой ЭИС, отвердителем УП и цементным наполнителем состав смеси готовится при соотношении весовых частей 100:15:13:300 соответственно.

Следует отметить, что эпоксидные композиции из-за ряда проблем связанных со сложностями их приготовления и доставки в скважину на заданную глубину, значительного влияния на свойства композиции (вязкость, текучесть, сроки отверждения) температурных условий на поверхности в скважине не получили широкого применения в практике многоствольного бурения. То же самое можно сказать и о смесях из синтетических смол, которые к тому же не отличаются высокой прочностью и уступают по данному показателю твердеющим смесям из цемента.

Одной из проблем использования цементных смесей были условия связанные с высокой минерализацией пластовых вод или наличия солей в интервале установки забоя. Эта проблема успешно решена использованием для тампонирования и постановки искусственных забоев смесей на основе магнезиального цемента.

Перед постановкой искусственного забоя рассчитывается необходимый объем отверждаемой смеси для создания моста:

где Z)_CKB - диаметр скважины, м; /_м - высота искусственного моста, м к — коэффициент, учитывающий потери смеси при смешивании; к_р - коэффициент разработанности ствола.

Коэффициент к принимается равным 1,25, а коэффициент к_р может определяться по данным кавернометрии как соотношение квадратов диаметров

D²

ствола - по данным кавернометрии D_K и номинального D_CKB : (к_р = —у-).

СКВ

Высота моста определяется по рекомендациям КазИМС по соотношению

где /₀ - верхняя часть моста, создаваемая для отбора образца, с целью контроля отверждения материала, м; 1 - часть моста для создания конусного забоя (для случая применения отклонителя СНБ-КО), м; /₂ - часть моста для перекрытия основного ствола, м (рекомендуется 1,5-2,0 м); р, pi - углы наклона конусного углубления и скоса ложка отклонителя, град.

Для отклонителя непрерывного действия длину искусственного моста 1₀ ориентировочно рекомендуется рассчитывать по другой зависимости:

доставки

твердеющей смеси в скважину

где i - интенсивность набора кривизны отклонителем, град/м.

Создание искусственного моста следует начинать с перекрытия ствола скважины путем установки временной пробки. Для этих целей используют деревянную пробку и щебень, доставляемые в скважину в контейнере (см. рис.

4.30).

Доставку твердеющей смеси в скважину осуществляют в специальном контейнере. Наиболее широко используется для этой цели контейнер с дросселем (рис. 5.30).

Контейнер с дросселем состоит из переходника 1 с обратным клапаном 2 и дросселем 3, цилиндра 4, с поршнем 5 и нижней пробкой 6, срезных штифтов 7.

Контейнер может применяться для доставки смесей в скважинах любого диаметра. Диаметр дросселя составляет 4 мм для контейнера диаметром 57 мм и 5 мм для контейнера диаметром 76 мм (расход технической воды при выдавливании смеси должен быть 50 л/минуту, если в качестве очистного агента применяют более вязкие, чем вода, жидкости, диаметр дросселя следует увеличить).

Перед заполнением контейнеров смесью их внутреннюю поверхность рекомендуется смазать консистентной смазкой.

Выдавливание смеси из контейнера производят на временную пробку при установке контейнера на расстоянии 0,5-1,0 м от неё.

Процесс выдавливания смеси на временную пробку следует контролировать по манометру бурового насоса.

После включения насоса давление будет нарастать, но в момент, когда будут срезаны штифты 7, давление резко снизится. Снижение давление является сигналом о том, что смесь выходит из контейнера и поэтому контейнер следует плавно приподнимать над временной пробкой на расстояние равное расчетной длине искусственного моста /_м.

После твердения материала, из которого изготовлен искусственный мост, производят отбор пробы материала моста колонковым набором с твердосплавной коронкой и кернорвательным кольцом. Отбуривают 0,5-1,5 м по искусственному мосту и по состоянию полученного керна оценивают прочность полученного моста.

Технология забуривания дополнительного ствола отклонителем СНБ-КО незначительно отличается от стандартной технологии искусственного искривления этим отклонителем (см. п.п 4.3.1.2, рис. 4.38).

Рис. 5. 31. Схема забуривания дополнительного ствола

На первом этапе спускают конусный отбурник (рис. 4.38, а) и с минимальной частотой вращения (100- 150 мин'¹ ) и осевым усилием 500-1000 даН отбуривают конусное углубление для установки отклонителя. После отбуривания конусного углубления спускают отклонитель (рис. 4.38, б) и после его ориентирования и закрепления в конусном углублении отбуривают пилот-скважину ниже конусного углубления на расстояние не более 0,35-0,5 м при малой частоте вращения и осевом усилии на инструмент 150-600 даН.

В дальнейшем рекомендуется использование снарядов РШС и КЖК (рис. 4.39), которые позволяют расширить пилот-скважину, увеличить интервал искривления и провести проработку перегиба ствола скважины с осевым усилием до 600-800 даН и частотой вращения до 150 мин'¹.

Общая длина криволинейного интервала при забуривании дополнительного ствола может составить 5- 6 м, а его отход от основного ствола должен быть не менее 1,5 диаметра скважины во избежание попадания бурового снаряда в основной ствол при последующем бурении дополнительного. Это связано с тем, что более активное деформирование породы под торцом бурового инструмента происходит в направлении свободной поверхности, в качестве которой можно рассматривать основной ствол, что может приводить к отклонению инструмента в этом направлении (рис. 5.31). Поэтому после проработки интервала искривления и перехода на бурение обычным буровым снарядом параметры режима бурения, особенно осевая нагрузка, должны быть ограничены на интервале бурения скважины в несколько метров.