Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Поглинання промивальних рідин, їх характеристика, попе-редження і ліквідація




ЛЕКЦІЯ №8

Причина поглинань - порушення рівноваги гідравлічного тиску в свердловині pс і поглинаючому горизонті [ p ], які призводять до відходу технологічної рідини в пласт при pс> [ p ]. Проникність пласта відповідає його природному стану або сформувалась із-за гідророзриву.

Різновидності поглинань:

1. Повне або катастрофічне поглинання, коли вся промивальна рідина, яка закачується в свердловину буровими насосами, розтікається по тріщинах і порожнинах породи, а до устя свердловини не доходить;

2. Часткове поглинання, коли частина рідини виходить в жолобну систему.

Поглинання бурових і тампонажних розчинів можуть виникнути у загальному випадку в пластах, проникність яких визначається гранулярною пористістю, тріщинуватістю і кавернозністю гірських порід. Розрізняють механізм поглинання в’язких і структурованих рідин. Поглинання в’язких рідин можливі в будь-яких проникних гірських породах, а інтенсивність поглинання визначається величиною репресії на поглинаючий пласт, властивостями рідини і гідродинамічними характеристиками пласта.

Особливість поглинання структурованих рідин полягає в тому, що малопористі породи не поглинають їх навіть при великих перепадах тиску в системі свердловина-пласт. Поглинання бурових розчинів в таких пластах виникає в основному внаслідок їх гідравлічного розриву.

Поглинання при бурінні свердловин характеризується градієнтом виникнення поглинання (ГВП), під яким розуміють те значення градієнта тиску, перевищення якого призводить до поглинання бурового або тампонажного розчинів. Величину ГВП знаходять за формулою:

(8.1)

де [ p ] - величина тиску в свердловині, при якій виникає поглинання;

z - вертикальна координата пласта (від устя свердловини).

Причини поглинань бурових і тампонажних розчинів тісно пов’язані з ГВП і обумовлені перевищенням фактичних градієнтів гідравлічних тисків у свердловині над значеннями ГВП при проведенні окремих технологічних операцій. Поглинання структурованих рідин можуть відбуватись при таких характерних ситуаціях:

1. Поглинаючий пласт має систему відкритих тріщин і каверн;

2. Поглинаючий пласт має систему закритих від дії гірського тиску тріщин;

3. Поглинаючий пласт без природних тріщин.

В першому випадку поглинання відбувається тоді, коли тиск у свердловині буде більший за суму пластового тиску і початкового тиску, необхідного для зсуву в’язкопластичної рідини в тріщинах. Величину ГВП для цього випадку знаходять за формулою:

(8.2)

де pс - тиск, необхідний для зсуву в’язкопластичної рідини в тріщинах;

- пластовий тиск.

Для виникнення поглинання в’язкопластичної рідини в пласті з закритими природними тріщинами необхідно, щоб тиск у свердловині був більший за суму стискаючих стінки тріщин напруженьі тиску pс. Звідси одержимо вираз для величини ГВП

(8.3)

Величина напружень sc в загальному випадку залежить від розміщення тріщини щодо осі свердловини, геостатичного тиску, технологічних напружень, пружних констант породи, пористості пласта, а також розмірів і форми тріщини.

Виникнення поглинання промивальних рідин, що мають в’язкопластичні властивості, при розбурюванні порід без природних тріщин можливе внаслідок їх гідравлічного розриву. При гідравлічному розриві пласта найімовірніше утворення вертикальних тріщин, оскільки величина бокового напруження, як правило, менша величини вертикального.

На виникнення поглинань при бурінні свердловин впливають геологічні, технологічні та організаційні фактори. Геологічні фактори характеризують причину виникнення поглинань при проходці конкретного пласта, а також вихідну інформацію для прогнозу величини ГВП. Технологічні фактори по суті зв’язані з вибором раціональної конструкції свердловини і регулюванням гідродинамічної обстановки у свердловині. Організаційні фактори обумовлені ефективністю розробки і реалізації технологічних заходів для попередження поглинань.

Обгрунтований вибір ефективних способів ліквідації поглинань можливий при наявності таких даних про кожний поглинаючий пласт: глибина залягання, пластовий тиск, характеристика флюїдів і відомості про міжпластові перетоки, гідродинамічна характеристика, літологія і відомості про будову пласта і стан свердловини.

Цю інформацію одержують з тією чи іншою повнотою з допомогою різних методів дослідження поглинаючих пластів: промислово-геофізичних, гідродинамічних та інших (відбір керна, шламу, механічний каротаж і т.д.).

Промислово-геофізичні методи застосовують для визначення інтервалів залягання поглинаючих пластів, а також вивчення характеру його будови і стану присвердловинної зони. До цих методів належать: електрометрія і резистовиметрія, стандартний, акустичний і радіоактивний каротажі, фото- і телезйомки стінок свердловини, кавернометрія і витратометрія.

Границі поглинаючих горизонтів визначають з допомогою електрометрії, резистовиметрії і витратометрії, а також з допомогою радіоактивних ізотопів.

Електрометрія найефективніша при значному температурному градієнті і великій інтенсивності поглинання. Суть методу визначення глибини підошви поглинаючого горизонту полягає в знаходженні характерних згинів кривих, одержаних після закачування в свердловину бурового розчину з температурою, відмінною від температури рідини в свердловині. В глибоких свердловинах цей метод неефективний. Резистовиметрія дозволяє визначати інтервал поглинання шляхом зміни питомого електричного опору в свердловині внаслідок зміни (підвищення) його мінералізації.

Інтервал поглинання поглинаючого пласта може бути виділений з допомогою радіоактивного каротажу. Суть методу полягає у співставленні фонової кривої природної гама-активності гірських порід і кривої, записаної після закачування в свердловину певного об’єму радіоактивної рідини. Поглинаючі пласти тоді будуть мати значно більшу радіоактивність.

Витратометрія дозволяє заміряти середню об’ємну швидкість потоку рідини, що рухається в свердловині. В окремих випадках з її допомогою можна визначити характер зміни фільтраційних властивостей по товщині пласта, а також виділити великі тріщини. Результати витратометрії інтерпретують із врахуванням кавернограми. Використовують витратоміри різних конструкцій (РЄЦ-УФНИИ, ВНИИГ, “Разведчик-8”, ДАУ та ін.). Витратометрію, як правило, можна застосовувати при бурінні свердловини з промивкою водою або низьков’язкими промивальними рідинами. Акустичний каротаж дозволяє виділити тріщиноваті і закарстовані породи.

Будову поглинаючого пласта на стінці можна вивчити з допомогою свердловинних фотоапаратів і акустичних телевізорів. Застосування фотоапаратів для дослідження поглинаючих пластів є трудомістким з ряду причин (пошук об’єкту, прозорість середовища та ін.). Визначення тріщинних зон в непрозорих рідинах можливе з допомогою свердловинного акустичного телевізора.

Гідродинамічні методи дозволяють одержати інформацію про приймальність пласта при різних перепадах тиску. Основна мета гідродинамічних досліджень полягає в одержанні індикаторних ліній поглинаючого пласта. Їх проводять на усталених і неусталених режимах методом нагнітання або відбору рідини.

Метод усталених закачок, або метод постійних динамічних рівнів, застосовують тоді, коли статичний рівень рідини в свердловині достатній для одержання індикаторної діаграми (при hст 30 м). При цьому проводять закачування рідини в свердловину з різними значеннями витрати до встановлення постійного динамічного рівня.

Якщо статичний рівень недостатній для одержання індикаторної лінії, то застосовують метод усталених нагнітань. Рідину з постійною витратою нагнітають в пласт при герметизованому усті до встановлення на ньому постійного тиску.

Метод усталених відборів застосовують при переливі рідини із свердловини.

Серед неусталених методів досліджень поглинаючих пластів найбільшого поширення одержав метод спостереження за рівнем рідини в свердловині (hст > 30 м). Суть методу полягає в спостереженні за динамікою зміни рівня (тиску) при доливі свердловини з постійною витрарою або падінням рівня після заповнення свердловини до устя.

Серед інших методів досліджень використовують також такі, як спостереження за зміною механічної швидкості буріння і швидкістю виносу вибуреної породи, контроль за циркуляцією рідини та інтенсивністю поглинання.

Попередження поглинань у процесі буріння.

Основні методи для попередження поглинань можна умовно розділити на три групи:

1. Регулювання властивостей промивальних рідин;

2. Управління гідродинамічною обстановкою в свердловині при виконанні різних технологічних операцій (буріння, спуск-підйом, цементування та ін.);

3. Зміна характеристик поглинаючого пласта.

Вибір методів попередження поглинань або іх комбінацій, як правило, визначається конкретними геолого-технологічними умовами проводки свердловини.

Ефективність попередження поглинання в значній мірі визначається типом промивальної рідини та її властивлостей. Густина бурового розчину - одна з основних показників, які визначають величину тиску на поглинаючий пласт в статичних і, в деякій мірі, динамічних умовах. При розкритті потенційно можливої зони поглинань необхідно використовувати промивальні рідини з мінімально можливою густиною, значення якої визначається умовами попередження проявлення і порушення цілістності стінок свердловини і задовільняє умови попередження поглинання при виконанні основних технологічних операцій (буріння, спуск-підйом та ін.).

Традиційним способом попередження поглинання є регулювання реологічних властивостей промивальних рідин.

Комплекс профілактичних заходів по управлінню гідродинамічною обстановкою достатньо широкий і включає вибір способу буріння і компонування бурильного інструменту, управління швидкостями проведення технологічних операцій, регулювання параметрів промивальних рідин, застосування проміжних промивок, підтримання в належному стані ствола свердловини та ін. Реалізація ряду заходів не завжди можлива, оскільки їх застосовують і з інших технологічних міркувань (вибір способу буріння, компонування бурильного інструменту, параметрів промивальної рідини і т.д.). Тому основна увага приділяється питанням управління швидкостями проведення технологічних операцій (механічне буріння, спуск бурильного інструменту, запуск бурових насосів).

При механічному бурінні гідродинамічний тиск визначається гідростатичним тиском стовпа промивальної рідини і гідравлічними опорами в затрубному просторі. При спуску бурильного інструменту в свердловину необхідно регулювати режими (швидкості) спуску. При запуску бурових насосів необхідно додержуватись певних профілактичних заходів (проводити запуск насосів послідовно, проводити при необхідності обертання або розходжування колони і т.д.).

Для попередження поглинань важливу роль відіграють методи цілеспрямованої зміни характеристик поглинаючого пласта. Для цього в залежності від очікуваних характеристик зони поглинання використовують різні техніко-технологічні прийоми.

Одним з найефективніших способів є застосування закупорюючих матеріалів-наповнювачів, які додають у циркулюючу промивальну рідину або застосовують разове закачування в зону поглинання порції спеціальної рідини з наповнювачем. Використовують наповнювачі трьох різновидностей:

1. Волокнисті (кордове волокно, обрізки ниток, шкіра, горох ат ін.);

2. Лускові (слюда-луска, обрізки целофану та ін.);

3. Зернисті (горіхова шкарлупа, керамзит, перліт, пісок, частинки гуми, пластмас та ін).

Основні профілактичні заходи для попередження поглинання при кріпленні свердловини аналогічні описаним вище.

Ліквідація поглинань забезпечується:

1. Тампонуванням каналів відходу твердіючими і нетвердіючими пластовими сумішами, тобто шляхом створення екрану в породі навколо свердловини;

2. Встановлення труби або оболонки на стінці свердловини;

3. Формування екрану в стінці свердловини із самої гірської породи, наприклад її оплавленням і утворенням керамічної труби.

У сучасній технології використовують в основному перший і рідше другий способи. Особливість способів ліквідації поглинань визначається тим, що поглинаючі промивальну рідину пласти являють собою тріщинні колектори, а в найскладніших ситуаціях - тріщинно-кавернозні з аномально низькими пластовими тисками.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 1812; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


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



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.024 сек.