Обвальный шлам как определить

suit 690048 1920 Советы на день

Подъем, отбор и подготовка шлама к анализам

В общем комплексе оперативных методов изучения разреза в процессе бурения большая роль принадлежит также исследованию шлама.

Шлам – мелкие кусочки породы, полученные при бурении и поднятые на поверхность струей бурового раствора

Шлам поднимается на поверхность при чистке скважины специальными приборами (желонками, ложками, стаканами и т.д.).

Та часть шлама, которая выносится из скважины промывочной жидкостью, называется буровой мутью. Частицы, которые улавливаются при колонковом бурении шламовой трубой, обычно называют буровым шламом.

Необходимость отбора шлама определяется малым выходом керна при вскрытии и отборе слабосцементированных, пористых и проницаемых разностей. Своевременный и качественный отбор шлама при проведении геологического контроля имеет большое значение. Интервал отбора проб шлама устанавливается в зависимости от необходимой степени точности изучения разреза скважины. Для детального изучения разреза образцы шлама отбирают через 5 м проходки в интервалах, где керн отбирался сплошь.

В интервалах, из которых керн не отбирался, а также на перспективных участках разреза шлам отбирается через каждые 1–2 м проходки. При больших скоростях бурения с глубин от 500 м до 1000 м шлам можно отбирать через 15–20 м. В случаях появления газовой аномалии отбор шлама производится вне зависимости от отбора предыдущей пробы. Время отбора выбирается таким, чтобы обеспечить получение шлама с интервала проходки 0,5–1 м.

Отбор шлама производится в строго определенном месте у устья скважины в желобной системе в потоке выходящего бурового раствора с применением шламоотборников непрерывного или эпизодического действия. Для отбора шлама применяется также набор сит, через которые пропускают из скважины буровой раствор с добавленной в него водой во избежание засорения сит. Отбор производится непосредственно на сетке с помощью скребка. Оставшиеся на ситах обломки породы осторожно промывают водой, просушивают, укладывают в бумажные или полиэтиленовые пакеты или пробирки и снабжают этикетками.

В летнее время на сбросе с вибросита можно установить шламонакопитель удлиненной формы. Так как зимой возможно замерзание шлама, то шлам удобнее отбирать непосредственно с сетки из естественных накопителей, образованных из смерзшихся кусочков шлама.

Наиболее информативной фракцией являются частицы размером 3–7 мм. Место преимущественного сбора этой фракции будет зависеть от перераспределения частиц шлама при движении по виброситу. Частицы крупнее 7 мм характеризуют обвальную породу и представляют собой остроугольные обломки, порой больших размеров. При роторном способе бурения и применении долот истирающего типа шлам имеет более мелкие частицы размером 0,5–3 мм, а часто разбивается до отдельных зерен и выносится в небольшом количестве.

Обломки, крупнее 0,3 мм, отстают от потока бурового раствора. Это осложняет привязку полученных обломков к глубине их залегания.

Поэтому при взятии образцов шлама следует отмечать глубину, соответствующую положению забоя скважины в данный момент. Учет запаздывания подъема шлама в струе глинистого раствора при записях глубины скважины производится и определяется в каждом отдельном случае по практическим данным в зависимости от глубины и скорости движения струи раствора.

Для привязки проб шлама к истинным глубинам отбора рассчитывается время отставания шлама (Тш) в минутах, т.е. время движения выбуренных частиц шлама от забоя до шламоотборника, по формуле:

где: а –коэффициент, зависящий от площади кольцевого пространства, вращения бурильных труб, состояния ствола скважины (при роторном бурении а=1,14; при турбинном – а=1);

VКП – скорость движения бурового раствора в кольцевом пространстве, м/с.

Н – глубина забоя скважины на момент расчета.

При остановках циркуляции бурового раствора необходимо учитывать оседание частиц шлама во время ее перерыва.

Корректировку отставания можно проводить также по вскрытии коллекторов: определяют интервал коллектора по каротажу и засекают время выхода песчаников на устье (можно на вибросите) скважины.

Отобранные пробы шлама отмываются от бурового раствора холодной водой непосредственно на буровой или в станции. При бурении на известково-битумных растворах шлам промывается сначала дизельным топливом, затем теплой (40–60° С) водой.

Образцы шлама подлежат изучению и долговременному хранению наравне с керновым материалом. Шлам укладывают в ящики, соблюдая последовательность извлечения его из недр, документируют.

В лабораторных условиях при изучении литологического состава шлама проводится предварительный просмотр всей пробы под бинокулярным микроскопом с целью выявления специфических особенностей, затем, если пробы шлама большие, или его нужно срочно отправить на другие аналитические исследования, шлам четвертуют, оставляя для изучения его четвертую часть. Для этого аккуратно, по возможности вертикально, шлам высыпают на ровную поверхность, покрытую листом кальки так, чтобы на поверхности образовалась конусообразная горка. Разделителем (например, линейкой и т.п.) горку насыпанного шлама разделяют на 4 одинаковые части. В случае необходимости полученную четверть можно четвертовать еще раз.

Отобранные пробы шлама в лаборатории отмываются дополнительно холодной водой (шлам часто поступает плохо отмытым) и высушиваются при комнатной температуре. В реальных условиях шлам представляет собой смесь воды и частиц, разрушенных пород забоя и стенок скважины, бурового снаряда, обсадных труб, истирающего материала. Поэтому перед проведением анализа производится расшламовка пробы шлама на литологические разности и отбраковка посторонних примесей.

Делается это весовым способом с применением набора сит или при помощи бинокулярной лупы. Отбирается 5 см 3 (100 шламинок 3–7 мм) шлама. Определяется процентное содержание литологических разновидностей. По преобладанию или появлению тех или иных обломков пород и зерен определяют литологический состав пород, разбуривающихся в известном интервале глубин.

С применением бинокулярного стереоскопического микроскопа в пробе выделяется основная порода, определяется цвет основной и обвальной породы, плотность основной породы. При проведении дополнительного комплекса исследований измеряются газонасыщенность и окислительно-восстановительный потенциал пород, после чего шлам высушивается. После осушки проводится фракционный анализ шлама, макро- и микроописание, определяется процентное соотношение литологических разностей.

Образцы шлама описываются в том же порядке, что и керн. При описании литологических разностей шлама определяется их состав, цвет, оттенок, характер окраски, текстурно-структурные особенности пород, минеральные и органические включения, отмечаются вторичные и акцессорные минералы.

Описание шлама заносится в геологический журнал.

По результатам исследования шлама с привлечением каротажа проводят литологическое расчленение разреза, строят литологические колонки и шламограммы.

При изучении шлама нельзя получить детальную послойную характеристику разрезов (как при исследовании керна); можно установить лишь общий литологический состав пород и их смену, а иногда уловить обломки пород, характеризующие маркирующие горизонты.

Источник

Подготовка шлама к анализам

Отобранные пробы шлама отмываются от бурового раствора холодной водой непосредственно на буровой или в станции. После промывки производится первый визуальный просмотр шлама под лупой. Ископаемые органические остатки (микрофауна и флора, мелкие обломки моллюсков и т.п.) извлекают из шлама и направляют на специальные определения с целью уточнения стратиграфического разреза. Проба шлама просушивается, расситовывается. Крупная обвальная фракция отбрасывается, если она не несет дополнительной информации.

Предназначенный для анализа шлам (объемом 300 см3) делится на две части А и В.

Проба А (объемом 100 см3) высушивается, упаковывается в полиэтиленовые или бумажные пакеты. На пакете указывается:

Пакет доставляется в КИП.

Проба В (объемом 200 см3) используется для оперативных исследований на скважине. В пробе выделяется основная порода, определяется ее цвет, плотность, при проведении дополнительного комплекса исследований измеряются газонасыщенность и окислительно-восстановительный потенциал пород, после чего шлам высушивается. После осушки определяется процентное соотношение литологических разностей – составляется шламограмма.

Шламограмма составляется по результатам визуального определения вещественного состава. Проба шлама квартуется до количества 40-50 шламинок. Затем производится деление пробы на литологические разности, подсчет процентного содержания их, выделяется основная порода, с которой проводится дальнейшая работа:

— плотностные исследования (для коллекторов).

Несколько шламинок породы, определенной геологом как основная, и по которой непосредственно проводилось литологические описание, помещаются в малый пакет, который отправляется в КИП. Затем производится освещение и экспресс анализ пробы под люминоскопом и выбор наиболее люминесцирующих разностей из основной породы для проведения люминесцентно-битуминологического анализа.

В случае бурения карбонатных отложений проводится анализ основной породы на процентное содержание кальцита, доломита, и нерастворимого остатка.

Выделение в шламе основной породы

Выделение основной породы производится тремя способами:

С помощью шламограмм

Выделение основной породы с помощью шламограммбазируется на использовании зависимостей между типом разреза и особенностями в строении шламограмм.

Различают четыре основных типа разреза:

I тип

Как правило, такому разрезу соответствует шламограмма, представленная на 80-100% основной породой А.

Обвальная порода В составляет небольшой процент (до 20%) и равномерно колеблется по всему разрезу.

Если описываемый тип разреза только что вскрыт, обвальная порода в составе шламограммы может быть значительной (до 80-90%) и по мере углубления забоя количество ее снижается, а основной постепенно увеличивается

Для всех типов при выделении в пробах шлама основной и обвальной породы используются следующие дополнительные признаки:

— обвальная порода чаще всего представлена аргиллитом с размером шламинок >7 мм;

— шламинки обвальной породы обычно имеют неправильную вытянутую форму с острыми краями.

image108

II тип

Первое появление данной литологической разности в пробе отмечается как ее кровля. Нижней границей является глубина, с которой концентрации исследуемой породы начинают снижаться.

image110

III тип (см. рис.) представлен частым чередованием литологически разнородных пластов небольшой мощности (от 3-5 до 10-12 м). Обычно это чередование песчаников (реже известняков) с глинами, аргиллитами.

Начало разбуривания различных пластов фиксируются появлением новой литологической разности. Как правило, это песчаники, содержание их с углублением скважины сравнительно невелико (не более 10-20%).

Подошва пластов отмечается по уменьшению поступления в шламовую смесь соответствующей литологической разновидности.

image112

IV тип (см. рис.) представлен литологически разнородным разрезом (с 3-4 литологическими разностями), сложенным рыхлыми породами, которые обуславливаютобразование значительных объемов обвальных пород (песчаников, известняков, глин и т.д.).

Данный тип характеризуется наличием в пробе шлама примерно одинаковых концентраций нескольких литологических разностей. Выделение основной породы и определение типа разреза по шламограмме становится практически невозможным.

image114

2. Способ эталонно-прогнозных моделей

Выделение основной породы с помощью эталонно-прогнозных моделей базируется на идентификации прогнозного геологического разреза с фактическим. Эталонно-прогнозные модели составляются по каждой исследуемой площади и должны состоять из прогнозного геологического разреза и эталонной коллекции горных пород. Прогнозный геологический разрез строится по результатам промыслово-геофизических и геолого-технологичеоких исследований по одной или нескольким скважинам, пробуренным на данной площади.

В прогнозном геологическом разрезе должны быть представлены следующие данные:

— циклиты и их мощности,

— последовательность расположения слоев с идентичными признаками,

— карбонатность, литологическое описание пород по шламу и керну,

— среднее значение плотности пород для каждого интервала,

— границы кровли и подошвы коллектора,

— средняя величина механической скорости(v) для каждого интервала,

— коэффициент изменения механической скорости (Кмех) по отношению к опорному пласту;

— интервалы возможных поглощений и водонефтегазопроявлений,

— величина приведенных газопоказаний (ΔГх.пр),

— относительное содержание метана в газовоздушной смеси,

Пример участка эталонно-прогнозного геологического разреза

Источник

Отбор и подготовка шлама к анализам

ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ШЛАМА И КЕРНА

М Е Т О Д И Ч Е С К О Е Р У К О В О Д С Т В О

Шлам и керн является источником прямой, непосредственной информации о свойствах и строении геологического разреза, вскрываемого скважиной, поэтому в общем комплексе оперативных методов изучения разреза в процессе бурения им принадлежит ведущая роль.

При проведении геолого-геохимического контроля большое значение имеет своевременный и качественный отбор шлама.

При исследовании по всему разрезу, интервал отбора проб шлама не должен превышать 10 м, на перспективных участках разреза – не более 1-3 м. С 500м до 1000м при больших скоростях бурения шлам можно отбирать через 15-20м. В случае появления газовой аномалии отбор шлама производится вне зависимости от отбора предыдущей пробы. Время отбора выбирается таким чтобы обеспечить получение шлама с интервала проходки 0.5-1 м.

где Vкп – скорость движения бурового раствора в кольцевом пространстве, м/с,

Vсш – скорость седиментации частиц шлама в буровом растворе под действием силы тяжести, м/с,

Lш –средний размер частиц шлама, см.

При остановках циркуляции бурового раствора необходимо учитывать оседание частиц шлама во время ее перерыва.

Корректировку отставания можно производить по вскрытии коллекторов, определив провал ДМК засечь время выхода песчаников на устье (наличие на вибросите).

Необходимость отбора шлама при отборе керна определяется путем малого его выноса вследствие вскрытия и отбора слабосцементированных, пористых и проницаемых разностей.

Отобранные пробы шлама отмываются от бурового раствора холодной водой непосредственно на буровой или в станции. При бурении на известково-битумных растворах шлам промывается сначала дизельным топливом, затем теплой (40-60*С) водой.

Далее производится оперативное исследование на скважине проб шлама. Перед проведением анализов производится разшламовка пробы шлама на литологические разности. Отбирается 5 см3 (100шламинок 3-7мм) шлама. И определяется процентное содержание литологических разновидностей. При литологическом расчленении разреза необходимо привлекать кривую ДМК

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Осложнения в процессе бурения, их определение и предупреждение

Классификация осложнений при бурении скважин. Изучение признаков и разновидностей разрушения стенок скважины, мер их предупреждения и ликвидации. Рассмотрение поглощения буровых растворов, выбросов пластового флюида и прихвата бурильной колонны.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 14.04.2014
Размер файла 2,0 M

ba

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Осложнения в процессе бурения, их определение и предупреждение

1. Разрушение стенок скважины

1.1 Осыпи, обвалы стенок скважины, зашламление забоя, образование сальников

2. Поглощения в скважинах буровых растворов

2.1 Поглощения в процессе бурения

3.1 Приток пластового флюида в скважину в процессе бурения

3.2 Оценка вида поступившего флюида

3.3 Приток в процессе спуско-подъемных операций

4. Прихваты бурового инструмента

Список использованной литературы

скважина бурение флюид прихват

Максимальных результатов в информационном обеспечение безаварийного режима бурения позволяет добиться применение геолого-технологических исследований скважин (ГТИ). Они являются составной частью геофизических исследований нефтяных и газовых скважин и предназначены для осуществления контроля за состоянием скважины на всех этапах ее строительства и ввода в эксплуатацию с целью изучения геологического разреза, достижения высоких технико-экономических показателей.

В некоторых породах они могут вызывать заметное изменение их агрегатного состояния, сил внутреннего сцепления и в итоге могут существенно преобразовывать свойства горных пород в окрестностях скважины по сравнению с первоначальными в естественном залегании. Особенно опасно повышение склонности к пластическому течению глинистых и хемогенных горных пород.

Под осложнением в процессе бурения понимают нарушение нормального процесса строительства скважины, которое требует принятия безотлагательных и эффективных мер для его устранения и продолжения бурения. В отличие от аварий осложнение, как правило, не связано с перерывом в процессе проходки скважины. Неликвидированное осложнение может стать причиной аварии.

Напомним, что под аварией в бурении понимается возникновение в стволе скважины непредвиденной ситуации, в которой невозможно продолжение работ по проходке ствола скважины или выполнение в нем запланированных работ, а также использование скважины по назначению без устранения возникшего препятствия посредством специальных работ, не входящих в технологический цикл.

Наиболее распространенными осложнениями при бурении скважин являются: разрушение стенок скважины; поглощения буровых промывочных и тампонажных растворов, пластовые флюидопроявления, прихваты колонн бурильных и обсадных труб. Классификация осложнений, предложенная Э.И. Лукьяновым, представлена на рисунке 1.

Рисунок1 Классификация осложнений при бурении скважин

1. Разрушение стенок скважины. Данное осложнение проявляется в виде:

— уширения стенок скважины;

— сужения стенок скважины.

Изменения в стволе скважины сопровождают следующие процессы:

— осыпи и обвалы незакрепленных горных пород, приводящие к чрезмерному загрязнению ствола скважины;

— набухание горных пород, приводящее к сужению ствола скважины;

— оползни, приводящие к частичному или полному перекрытию ствола скважины;

— желобообразование в местах резкого искривления ствола, приводящее к возникновению затяжек и посадок при спуске или подъеме колонны труб;

— растворение соленосных отложений, приводящее к образованию каверн;

— растепление многолетнемерзлых пород, приводящее к их деградации и потере устойчивости.

2. Поглощения бурового промывочного и тампонажного растворов. Данное осложнение бывает двух видов:

Поглощение бурового раствора приводит к различным дополнительным работам в скважине:

— потери бурового раствора в проницаемые пласты, пpиводящие к необходимости пpиroтoвления дополнительных объемов бурового раствора, а зачастую и пpоведения специальных глубинных гидродинамических исследований;

— недостаточное гидростатическое давление в скважине, порождающее опасность смятия находящейся в ней обсадной колонны и выброса пластового флюида на поверхность;

— применение специальных материалов для закупорки поглощающих пластов, требующее их доставки на буровую, монтажа специальных устройств для ввода материалов в буровой раствор;

— недоподъем тампонажного раствора за обсадной колонной, пpиводящий в ряде случаев к необходимости исправительных тампонажных работ.

3. Пластовые флюидопpоявления. Данное осложнение проявляется в виде:

Флюидопроявления в скважине приводит к следующим процессам:

— газирование бурового раствора, npиводящее к необходимости его дегазации и дополнительной обработке химическими реагентами;

— разбавление бурового раствора пластовыми флюидами, приводящее к необходимости его частичной замены;

— межпластовые перетоки флюидов, требующие дополнительного разобщения пластов из-за их несовместимости при пpоходке открытым стволом;

— заколонные флюидопpоявления, пpиводящие к опасному скоплению газа непосредственно на устье бурящийся скважины;

— возникновение грифонов, приводящее к проникновению газа на дневную поверхность и возникновению его взрывоопасной концентрации в окрестностях скважины.

4. Прихваты колонны труб в необсаженном стволе скважины проявляется в виде:

— сочетания всех трех факторов.

Данное осложнение в скважине сопровождают следующие процессы:

— одностороннее прижатие колонны труб к проницаемому пласту за счет репрессии между ним и скважиной;

— заклинивание колонны в желобной выработке вида «замочная скважина»;

— заклинивание долота сальником или в сужении ствола скважины;

— пpихват колонны обвалившимися породами.

1. РАЗРУШЕНИЕ СТЕНОК СКВАЖИНЫ

Признаки разрушения стенок скважины, их разновидности, а также причины разрушения стенок и меры их предупреждения и ликвидации представлены в таблице 1.

Разрушение стенок скважины (неустойчивость) и прихваты колонны труб

Признаки по данным ГГИ

Меры предупреждения и ликвидации

* рост давления на входе;

* рост крутящего момента на роторе;

* снижение скорости проходки;

* крупный обвальный шлам на вибросите;

посадки при подходе к зашламленному забою;

затяжки и посадки инструмента при движении

* осыпи, обвалы стенок скважины;

* образование уступов и козырьков;

* наличие неустойчивых пород в разрезе (пески, слабосвязанные аргиллиты, высокопластичные глины, текучие соли, трещинно-кавернозные породы);

* большие углы залегания пород;

недостаточное гидростатическое давление;

несоответствие свойств раствора свойствам пород.

нарушение технологии промывки и технологии СПО;

недостаточная очистка раствора от шлама;

неудачно подобранная КНБК;

высокое дифференциальное давление;

липкая глинистая корка;

заклинивания посторонними предметами

* определение верхней границы прихвата

определение объема ванны; усиленная циркуляция, расхаживание, отбивка ротором;

работа яссом, встряхивание;

*торпедирование; *отвинчивание выше места прихвата;

обработка раствора с целью:

* повышения смазывающих свойств,

* снижения хим. активности к породам;

* очистка раствора от шлама;

* снижение гидродинамических эффектов;

* проработка опасных интервалов при СПО;

промывка и проработка при подходе к забою;

промывка при окончании долбления.

Как следует из таблицы 1, столбец 3 неустойчивость ствола может быть обусловлена как геологическими причинами, так и технологическими.

К геологическим относятся:

наличие неустойчивых пород в разрезе: мягких, рыхлых (слабосвязанные аргиллиты, пески, глины, глинистые песчаники), высокопластичных глин, текучих солей, трещиновато-кавернозных пород;

большие углы залегания пород;

К технологическим причинам относятся:

недостаточное гидростатическое давление;

нарушение технологии промывки и технологии СПО;

недостаточная очистка бурового раствора от шлама;

неудачная компоновка низа бурильной колонны;

высокое дифференциальное давление;

липкая глинистая корка;

заклинивания посторонними предметами;

высокие гидродинамические эффекты при промывке скважины;

несоответствие свойств бурового раствора разбуриваемой породе.

во-первых, на силы механического прижатия труб к стенке скважины, связанные с действием перепада давления и горизонтальной составляющей веса колонны труб;

во-вторых, на адгезионные силы взаимодействия, зависящие от свойств фильтрационной корки, состояния контактной зоны и условий среды.

Эти силы действуют совместно. В зависимости от условий в скважине их соотношение меняется.

Признаками разрушения стенок скважины по данным ГГИ являются:

* рост давления на входе;

* рост крутящего момента на роторе;

* снижение скорости проходки;

* крупный обвальный шлам на вибросите;

посадки при подходе к зашламленному забою;

затяжки и посадки инструмента при движении

Меры предупреждения и ликвидации разрушения стенок скважины делятся на два направления(см. таблица 1, столбец 4):

* определение верхней границы прихвата

определение объема ванны; усиленная циркуляция, расхаживание, отбивка ротором;

работа яссом, встряхивание;

*торпедирование; *отвинчивание выше места прихвата;

Обработка раствора с целью:

* повышения смазывающих свойств,

* снижения хим. активности к породам;

* очистка раствора от шлама;

* снижение гидродинамических эффектов;

* проработка опасных интервалов при СПО;

промывка и проработка при подходе к забою;

промывка при окончании долбления.

Имеются следующие разновидности разрушения стенок скважины (таблица 1, столбец 2), связанные с неустойчивостью ствола скважины, о них речь пойдет ниже:

* осыпи, обвалы стенок скважины;

* образование уступов и козырьков;

* сужение ствола, образование пробок.

1.1 Осыпи, обвалы стенок скважины, зашламление забоя, образование сальников

В процессе механического бурения первыми признаками проявления неустойчивости ствола являются увеличение давления бурового раствора на входе в скважину и крутящего момента на роторе (см. рисунок 2).

Осыпи стенок скважины характеризуются плавным увеличением давления и небольшим увеличением момента на роторе в начальном этапе. Если осыпи продолжаются значительное время, это может привести к зашламлению забоя. В этом случае давление продолжает увеличиваться и на фоне увеличения появляются колебания, а на кривой момента могут появиться высокоамплитудные пики, характерные для подклинок. Зашламление забоя приводит к появлению затяжек при отрыве инструмента от забоя и посадок при постановке на забой.

Очень похожую картину всех аномалий дает зашламление забоя в результате недостаточного расхода раствора, однако продолжительная циркуляция и очистка забоя приводят к восстановлению давления до нормальной величины. Наличие же осыпей оставляет давление аномально завышенным, даже если оно снижается в процессе циркуляции. Кроме того, наличие осыпей подтверждается появлением в шламе обвальной породы.

Характерным признаком зашламления забоя, как в результате недостаточной очистки, так и при осыпании стенок скважины является снижение механической скорости проходки.

Обвалы стенок скважины, которые могут последовать за осыпями или начаться внезапно, характеризуются теми же признаками, что и осыпи, при этом наблюдаются резкое увеличение давления и его колебание, а также появление высокоамплитудных пик на кривой момента.

Посадки и затяжки инструмента появляются практически одновременно с ростом давления. Визуально обвалообразование подтверждается появлением крупных кусков породы на вибросите. При интенсивном обваливании давление может возрасти до критического, при этом возникает вероятность перекрытия кольцевого пространства скважины, заваливания бурильной колонны и потери циркуляции.

Результатом недостаточной очистки забоя, некачественного бурового раствора, толстой рыхлой корки на стенках скважины и неудачной компоновки низа бурильной колонны может явиться образование сальника на долоте или на других элементах низа бурильной колонны.

Образование сальника характеризуется очень плавным ростом давления, появлением подклинок, затяжек и посадок инструмента. Характер поведения кривых очень схож с характером в ситуации осыпания стенок и зашламления забоя скважины, однако подклинки, затяжки и посадки инструмента сохраняются и при подъеме колонны, а не только при отрыве от забоя, что наблюдается в начальные моменты зашламления.

Кроме того, интенсивная циркуляция раствора не всегда приводит к разрушению сальника и нормализации давления. При сальникообразовании наряду с усиленной циркуляцией необходима отбивка сальника ротором и рассаживание инструмента.

1.2 Сужение ствола скважины, желобо- и кавернообразование

Во время значительных перерывов в циркуляции создаются благоприятные условия для образования суженных участков ствола скважины в результате набухания и выпучивания неустойчивых пород. Такие неустойчивые участки ствола выделяются в процессе спуска или подъема инструмента по появлению посадок и затяжек на кривой веса инструмента, постепенно увеличивающихся при прохождении низа колонны через наиболее суженную часть ствола. В этом случае необходима промывка и проработка суженных участков.

Наличие козырьков и уступов на стенках скважины, а также желобов и каверн отмечается резкими посадками и затяжками инструмента при прохождении через них низа бурильной колонны.

2. ПОГЛОЩЕНИЯ В СКВАЖИНАХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Поглощения в скважинах буровых растворов являются одним из основных видов осложнений. Данное осложнение бывает частичное, полное, также поглощение может классифицироваться как катастрофическое и гидроразрыв (таблица 2, столбец 3).

Признаки по данным ГТИ

Меры предупреждения и ликвидации

рост скорости проходки при вскрытии поглощающего интервала;

снижение уровня в емкостях;

снижение расхода на выходе;

снижение давления на входе, колебания давления;

* снижение температуры раствора на выходе;

* вторичный рост давления из-за недостаточной очистки забоя

наличие сильнопроницае-мого коллектора;

* переутяжеление раствора, надостаточная очистка раствора от шлама);

* ухудшение структурных свойств раствора

с выходом циркуляции;

полные-без выхода циркуляции;

процесс расширения трещины с катастрофическим поглощением

оценка интенсивности поглощения при вскрытии пласта, в процессе циркуляции без бурения и при выключенной циркуляции;

уменьшения давления в скважине

* уменьшение проницаемости коллектора (ввод наполнителей и т.п.);

Поглощения буровых растворов обеспечиваются наличием пор, каналов, трещин, пустот в проходимых скважиной породах и (или) недостаточной устойчивостью (сопротивляемостью) пород к давлению столба жидкости в скважине, в результате чего возникает гидроразрыв пород, и в щели проникает жидкость.

Физическая сущность и механизм гидроразрыва (ГРП) изучены главным образом в связи с выявлением возможностей увеличения продуктивности скважин. Давление разрыва и направление развития трещин зависят от вертикального и бокового горного давления, наличия естественной и искусственной трещиноватости, значения давления в поровом пространстве, пористости, проницаемости горных пород и вязкости жидкости разрыва, подачи насосов. Разрыв пласта сопровождается одновременно тремя явлениями: упругой и пластической деформацией горных пород, движением вязкой жидкости или суспензии по трещине, фильтрацией жидкости в горных породах.

На значение давления ГРП большое влияние оказывают реологические свойства жидкостей: чем больше значения динамического напряжения сдвига и структурной вязкости жидкости, тем при меньших давлениях возникают ГРП. Связано это с тем, что слабофильтрующиеся жидкости оказывают большее гидродинамическое давление на стенки трещин разрыва, чем менее вязкие и легко фильтрующиеся в породы жидкости. Буровые и цементные растворы создают повышенное давление на пласт, что иногда приводит к ГРП и поглощению жидкости. ГРП вызывают и другие технологические факторы. Так, спуск бурильного инструмента в скважину с повышенной скоростью приводит к возникновению дополнительных гидродинамических давлений в стволе скважины, что нередко является причиной раскрытия трещин в породах и поглощения бурового раствора. Таким образом, на давления ГРП влияют как геологические особенности разрезов, так и технологические факторы.

Как следует из таблицы 2, столбец 2 поглощение может быть обусловлено как геологическими, так и технологическими причинами.

наличие сильнопроницаемого коллектора;

* переутяжеление раствора и недостаточная очистка раствора от шлама;

* ухудшение структурных свойств раствора.

Задача предупреждения катастрофических поглощений бурового раствора в процессе бурения данной скважины состоит в раннем обнаружении начавшегося поглощения и своевременной его ликвидации.

Меры предупреждения и ликвидации поглощения бурового раствора в скважине предполагают (см. таблица 2, столбец 4):

— оценку интенсивности поглощения при вскрытии пласта, в процессе циркуляции без бурения и при выключенной циркуляции;

уменьшение давления в скважине;

* уменьшение проницаемости коллектора (ввод наполнителей и т.п.).

Для решения задачи предупреждения катастрофических поглощений бурового раствора в процессе бурения оператор-технолог должен выявлять и оценивать следующие ситуации, возникающие в процессе проводки данной скважины:

— вскрытие зоны поглощения;

— частичное поглощение бурового раствора;

— спуск инструмента с поршневанием;

— поглощение при СПО;

Поглощение бурового раствора из скважины в пласт происходит при превышении давления в скважине над давлением начала поглощения (обычно оно несколько превышает пластовое давление).

2.1 Поглощения в процессе бурения

Вскрытие поглощающего интервала в процессе механического бурения отмечается ростом механической скорости проходки, изменением крутящего момента и одновременным (а возможно и несколько запаздывающим) падением уровня раствора в рабочей емкости.

Как правило, при небольшой интенсивности поглощения бурение продолжается в условиях частичного поглощения.

Прямые признаки поглощения:

— снижение уровня раствора в рабочих емкостях;

— скорости потока на выходе из скважины.

Скорость потока в связи с малой чувствительностью небольшую интенсивность может не отметить.

Косвенные признаки поглощения:

— снижение давления на входе ;

— колебания на фоне снижения:

— снижение температуры раствора на входе.

Вскрытие зоны поглощения (бурение в условиях частичного поглощения) может происходить с изменяющейся интенсивностью поглощения. Снижение интенсивности является результатом кольматации каналов фильтрации пласта и образования глинистой корки и наблюдается, как правило, при вскрытии коллекторов порового типа или порово-трещинного типа, но невысокой проницаемости. Такая ситуация не требует принятия специальных мер по ликвидации поглощения, поскольку оно самоликвидируется со временем.

Постоянная интенсивность поглощения при продолжающемся вскрытии той же зоны свидетельствует о достаточно большой проницаемости и затруднительной кольматации пласта, и дальнейшие работы будут зависеть от величины этой интенсивности.

Самую опасную ситуацию отражает возрастающая во времени интенсивность поглощения, когда требуется принятие немедленных мер по облегчению и обработке раствора, введению наполнителя и т.п. с целью не допустить дальнейшего развития поглощения до катастрофических размеров.

Очень характерной и весьма опасной ситуацией (относительно катастрофических поглощений) является вход в сильнокавернозные, закарстованные породы с низким пластовым давлением. При их вскрытии резкий рост скорости выражается в провалах инструмента, а падение уровня в емкости начинается практически одновременно с провалами и сразу с большой интенсивностью.

В некоторых случаях при небольшой интенсивности поглощение прекращается после выключения циркуляции (уровень в скважине находится у устья). Данный случай, как и бурение со снижающейся интенсивностью, не представляет большой опасности и не требует принятия специальных мер по ликвидации поглощения и изоляции зоны поглощения. Снизить интенсивность или прекратить поглощение можно снижением расхода на входе в скважину и регулированием реологических свойств раствора.

Признаки поглощения раствора по данным ГТИ (см. рисунок 3)

рост скорости проходки при вскрытии поглощающего интервала;

снижение уровня в емкостях;

снижение расхода на выходе;

снижение давления на входе, колебания давления;

* снижение температуры раствора на выходе;

* вторичный рост давления из-за недостаточной очистки забоя

Рисунок 4. Поглощение бурового раствора в процессе бурения.

Следует особо отметить, что бурение в условиях частичного поглощения значительно повышает опасность зашламления забоя и прихватов инструмента как вследствие зашламления, так и в результате высокого дифференциального давления между скважиной и пластом и образования корки.

2.2 Поглощения в процессе спуско-подъемных операций

На поглощение бурового раствора в процессе спуско-подъемных операций (СПО) указывает уменьшение объема вытесняемого из скважины бурового раствора против объема металла спускаемых в скважину труб.

Фактический объем вытесненного из скважины раствора определяется как повышение объема в емкости за время спуска очередного количества свечей. Баланс объема определяется как разница между фактическим и расчетным объемами вытеснения. Расчет приводится после спуска каждых 10-15 свечей.

При появлении отрицательного баланса, превышающего нормальное отклонение объема, или повторного отрицательного баланса в пределах нормального отклонения буровой бригаде сообщается величина этого баланса, после чего буровая бригада, как правило, прекращает спуск и проверяет положение уровня в скважине. Решение по дальнейшим работам принимается буровой бригадой на основе данных баланса вытеснения и в соответствии с инструкциями.

3. ПЛАСТОВЫЕ ФЛЮИДОПРОЯВЛЕНИЯ

Задача предупреждения выбросов пластового флюида в процессе бурения данной скважины состоит в раннем обнаружении начавшегося газо-нефте-водо-проявления и своевременной его ликвидации. Признаки флюидопроявлений, их разновидности, а также причины и меры их предупреждения и ликвидации представлены в таблице 3.

Признаки по данным ГТИ

Меры предупреждения и ликвидации

* рост скорости проходки при вскрытии проявляющего интервала,

* рост газосодержания раствора;

* снижение плотности раствора на выходе;

* снижение давления на входе;

* снижение температуры раствора на

* рост электропроводности при поступлении минерализованной пластовой воды;

Источник

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector