Operaciones de limpieza de pozos
(1) Método mecánico de limpieza de pozos
1. Método de limpieza de pozos de pistón
El método de limpieza de pozos de pistón es un método comúnmente utilizado en pozos hidrológicos. El pistón generalmente está hecho de un barril de diámetro pequeño y la profundidad de funcionamiento es generalmente de 300 a 600 m (ajustada de acuerdo con la estructura del pozo y las condiciones del yacimiento). Generalmente, se tira hacia arriba y hacia abajo a una velocidad de 0,65 ~ 1,5 m/s para promover el vacío instantáneo y el impacto hidráulico en el pozo, destruir la piel de lodo en la pared del pozo y la torta de lodo en el espacio anular, y transportar partículas finas en el acuífero en el pozo, dragando así el canal portador de agua para que el pozo alcance una producción normal de agua. Este método es simple de operar, de bajo costo y tiene ciertos efectos. Generalmente se usa en pozos de aguas poco profundas. La desventaja de la limpieza del pozo con pistón es que la enorme fuerza de succión conducirá una gran cantidad de partículas finas en la formación a la periferia del pozo, provocando una fuerte oleada de arena o bloqueando el canal de entrada de agua de la pared del pozo, e incluso dañando el pozo. tubo.
Generalmente, los pistones rara vez se utilizan para operaciones de limpieza de pozos geotérmicos. Debido a que el pozo geotérmico es profundo y el equipo de la plataforma de perforación no tiene un barril de arena, el sistema de elevación de la plataforma de perforación utiliza principalmente de 8 a 10 cables de acero. La velocidad de elevación es lenta y es difícil generar presión en el yacimiento.
2. Limpieza de pozos con chorro de alta presión
El método de chorro de alta presión es uno de los métodos de limpieza de pozos más eficaces y se ha utilizado ampliamente en el país y en el extranjero. Puede purgar eficazmente el filtro y el chorro perturba el acuífero cercano y provoca ciertas fluctuaciones de presión, lo que puede lograr buenos resultados. Esta es una medida técnica esencial en el proceso de perforación y limpieza de pozos geotérmicos. Sin embargo, la boquilla del chorro de alta presión debe ser similar a la broca de perforación y el patrón de flujo del chorro debe optimizarse para aumentar la velocidad de inyección del chorro y la eficiencia de limpieza del pozo.
3. Método de limpieza de pozos con levantamiento de gas
El método de limpieza de pozos con levantamiento de gas es un método de limpieza de pozos comúnmente utilizado en la construcción de pozos geotérmicos. Generalmente, se utiliza un compresor de aire de 7m3/min o 9m3/min para presionar el gas comprimido hacia el pozo a través de un conducto de aire con una profundidad de 300-600 m. El aire comprimido y el agua se mezclan para formar un gas de baja densidad. -mezcla de agua, causando daños dentro y fuera de la tubería del pozo. La diferencia de presión y la presión del fondo del pozo se agitan violentamente, impactando y destruyendo la piel de lodo en la pared del pozo, introduciendo agua de formación en el pozo y suspendiendo continuamente las partículas de recortes de perforación.
Aunque el método de limpieza de pozos de levantamiento de gas tiene una clasificación de partículas más gruesas para acuíferos o acuíferos de arena fina, contienen una gran cantidad de partículas finas y capas intermedias de arena fina, y el efecto de limpieza del pozo es obvio. La clave es que la profundidad del conducto de aire es importante. Si el conducto de aire es demasiado profundo, provocará una diferencia de presión excesiva en la formación, lo que fácilmente puede provocar que la arena de la formación se desordene. El fluido de perforación, la torta de lodo y otras sustancias nocivas fuera del filtro son exprimidos por la arena de formación y no pueden eliminarse, lo que aumentará la dificultad y el tiempo de limpieza del pozo. Una situación similar ocurrió en la limpieza de pozos geotérmicos en Tanggu, Tianjin. Se recomienda utilizar destilación progresiva para limpiar el pozo.
4. Tecnología de limpieza de pozos y eliminación de obstrucciones por oscilación hidráulica
Esta tecnología apunta el oscilador hidráulico a la capa objetivo, bombea líquido hacia el pozo en la superficie y genera alta frecuencia a través del Oscilador hidráulico Onda de pulso hidráulico. Las ondas de pulso hidráulico pueden establecer un campo de vibración en el fluido y actuar sobre la capa objetivo con una fuerte presión alterna, lo que hace que la capa objetivo genere tensiones de tracción y compresión periódicas. Tiene un efecto de cizallamiento sobre el medio de los poros de la roca, lo que hace que el cemento arcilloso de la superficie de los poros de la roca se sacuda y desbloquee los poros. Bajo la acción de las ondas de oscilación de pulso, la fuerza de unión entre las impurezas y los poros se destruirá bajo estrés de fatiga, lo que hará que oscilen y se caigan, y se descargará durante la limpieza del pozo, desbloqueando así la capa objetivo de impurezas y restaurando el contenido de agua cerca. el área del pozo. La permeabilidad de la formación puede lograr el propósito de descarga o recarga de agua normal del pozo de agua.
El oscilador hidráulico de cavidad Helmholtz comúnmente utilizado en mi país se usa ampliamente en campos petroleros. Al mismo tiempo, se inspiró en que el uso de esta tecnología ayudará a utilizar esta nueva tecnología para resolver el problema del bloqueo de la formación durante el proceso de construcción de bombeo de pozos de petróleo de un lado a otro.
A través de la práctica laboral de los últimos años, se han analizado y comparado los efectos reales de varios métodos de limpieza de pozos, y se han optimizado y estandarizado mediante cribado. Por ejemplo, los principales pasos de lavado de los pozos geotérmicos en la Formación Neógena Guantao en Tianjin son los siguientes:
1) Primero limpiar el lodo del pozo con agua limpia;
2) Inyecte una concentración de 10 ~ 15 m3 Remoje el filtro en tripolifosfato de sodio al 1% durante 24 horas (la solución se disuelve en concentraciones de 1%, 1,5% y 2%, y la concentración del 1% es el mejor resultado);
3) Ejecute la boquilla de alta presión, enjuague la parte del filtro con alta presión para producir oscilaciones y fluctuaciones de presión, destruir la obstrucción o la torta de lodo en la parte del filtro, adsorber las impurezas y lograr el propósito de limpieza.
4) De acuerdo con el procedimiento de limpieza del pozo del compresor de aire, primero se baja la tubería de perforación 450 metros y se induce que el agua caliente del depósito subterráneo ingrese al pozo y se descargue fuera del pozo a través de un elevador de gas para lograr el propósito del pozo. limpieza. Luego se baja la tubería de perforación 600 ~ 700 m para limpiar el pozo con elevación de gas. Después de limpiar el agua y la arena, se completa el trabajo de limpieza del pozo.
(2) Método químico de limpieza de pozos
1) El principio de la limpieza de pozos con ácido clorhídrico es que el ácido clorhídrico reacciona con cortes de carbonato, rocas, etc. en los poros (fisuras) de El acuífero (sección) Las impurezas que contienen calcio reaccionan para generar sales solubles, gases u otras sustancias solubles en agua, limpiando así los canales de filtración.
2) La limpieza del pozo de dióxido de carbono consiste en enviar dióxido de carbono líquido al pozo. El principio de la reacción química es el mismo que el de la limpieza de pozos con ácido clorhídrico y también tiene efectos físicos.
Debido a la rápida gasificación y expansión después de la descompresión y el calentamiento, su volumen aumenta de decenas a cientos de veces en un corto período de tiempo. En este momento, el dióxido de carbono sale de la boca del pozo con un fuerte flujo de aire a alta presión, lo que hace que el pozo genere fuertes torrentes hacia adentro y hacia afuera (el momento después de que ocurre lo primero), lo que hace que los materiales bloqueados en los agujeros (grietas) fluyan. hacia afuera bajo la acción de los torrentes que salen hacia afuera con el flujo de gas dióxido de carbono.
3) Los reactivos comúnmente utilizados para los métodos de limpieza de pozos con polifosfato son: hexametafosfato de sodio [(NaPO3)6], tripolifosfato de sodio [Na5P3O10] (también conocido como pentasódico), pirofosfato de sodio (Na4P3O7) (también conocido como sodio tetrafosfato), fosfato trisódico (Na3PO4). El polifosfato es un compuesto. Los aniones polifosfato trabajan sinérgicamente con Ca2+ y Mg2+ en el lodo para convertirlos en iones inertes, que no se combinarán con otros iones para precipitar, ni se aglomerarán ni precipitarán. Por lo tanto, puede destruir la estructura de la red en el lodo, reducir la tensión superficial, acelerar la activación del lodo del pozo y dejarlo en un estado disperso y suspendido.
4) El método de limpieza de pozos con ácido fluorhídrico (ácido terrestre) utiliza ácido fluorhídrico para reaccionar con recortes silíceos en los poros (grietas) para generar sales y gases solubles, eliminando así los poros (grietas) que se bloquean para expandir la filtración. espacio.
En resumen, el método químico de limpieza de pozos utiliza componentes químicos para reaccionar con los componentes del fluido de limpieza de pozos (incluidas reacciones integrales), destruyendo así la pared falsa del pozo y el lodo fuera de la pared del pozo formado durante la perforación. construcción, lo que provoca que la piel de lodo y el lodo se separen de la tubería del pozo y del acuífero. Es útil para drenar el pozo al limpiarlo. La ventaja es que utiliza reactivos químicos que son fácilmente solubles en agua y pueden reaccionar uniformemente con las paredes del pozo y el lodo, de modo que se puede limpiar toda la sección del acuífero dañada. Alivia las limitaciones de los fluidos de lavado en los pozos de perforación. No importa qué tipo de fluido de lavado, siempre que se seleccione el reactivo químico correspondiente, se puede lograr el propósito de destrucción, lo cual es beneficioso para la construcción de perforación en condiciones hidrogeológicas complejas. Al mismo tiempo, la limpieza de pozos con reactivos químicos no destruye la estructura original del acuífero y puede mantener el coeficiente de permeabilidad original del acuífero. La desventaja de los reactivos químicos para la limpieza de pozos es que se requieren pruebas antes de la limpieza, la entrega de reactivos es difícil y el costo es alto.
(3) Método combinado de limpieza de pozos
Para mejorar la calidad de la limpieza de pozos, se deben tomar algunas medidas técnicas en el proceso de finalización del pozo. Primero, mejorar el rendimiento del fluido de perforación durante el proceso de perforación para reducir los daños por penetración y bloqueo del depósito térmico; luego, antes de pasar la tubería, tomar medidas para romper la pared del pozo y eliminar manualmente el lodo entre la tubería del filtro de agua y el; capa de petróleo antes de limpiar el pozo, es necesario reemplazar el fluido de perforación en el pozo con agua limpia para reducir la diferencia de presión en la formación, finalmente, se adopta un método de limpieza conjunta del pozo; Existen dos métodos para limpiar bien las juntas. La primera forma es combinar dos o más métodos mecánicos de limpieza de pozos diferentes, coordinarse y complementarse al mismo tiempo o uno tras otro, superando así las deficiencias de un único método de limpieza de pozos y mejorando significativamente el efecto de limpieza de pozos. Por ejemplo, para los pozos geotérmicos con poros poco profundos (menos de 1000 m), generalmente se usa extracción de pistón y levantamiento de gas para limpiar el pozo; los pozos geotérmicos profundos (1000 ~ 2000 m) generalmente usan limpieza con chorro de alta presión y levantamiento de gas. Por ejemplo, los pozos geotérmicos en fisuras kársticas generalmente se limpian mediante levantamiento de gas y luego, si es necesario, se usa ácido clorhídrico o dióxido de carbono para limpiar los pozos. El segundo método es una combinación de lavado de reactivos químicos y lavado mecánico. Los reactivos químicos primero destruyen la pared del pozo y la piel de lodo, y luego utilizan medios mecánicos como el levantamiento de gas para limpiar el pozo. Este es actualmente un mejor método para la limpieza de pozos.
Los pozos geotérmicos generalmente tienen pozos profundos, diámetros de pozo pequeños y tubos de filtro relativamente largos. Cuando la presión de estimulación actúa sobre el yacimiento durante el proceso de limpieza del pozo, la atenuación es muy grande. Si no se aumenta o cambia el método de limpieza del pozo o la intensidad de la limpieza del pozo, algunos canales de filtro no se abrirán completamente. Aunque el agua bombeada es clara y la arena está limpia en este momento, es una ilusión, que se manifiesta por una gran caída, baja temperatura del agua, lenta recuperación del nivel del agua y pequeña entrada de agua unitaria. Para juzgar si la limpieza del pozo está completa, se debe comparar con las condiciones dinámicas de temperatura del agua, volumen de agua y nivel de agua en los pozos geotérmicos circundantes de la misma capa. El rango de fluctuación es muy pequeño y no hay un ascenso o descenso continuo. tendencia ("Especificaciones de exploración hidrogeológica del suministro de agua", 2001).