Файл: Реферат Дисциплина Предупреждение и ликвидация осложнений и аварий при строительстве скважин Тема реферата Методы и устройства для исследования поглощающих пластов в разрезе бурения скважины.docx
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 446
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1.1. Основные понятия поглощений промывочной жидкости.
1.2. Факторы, влияющие на появление поглощений промывочной жидкости
1.4. Методы исследования потенциальных зон поглощений.
2. Классификация зон поглощений и мероприятия по их ликвидации.
2.1. Мероприятия по ликвидации поглощений.
2.3.Тампонажные смеси и пасты для изоляции зон поглощений
2.5. Применение перекрывающих устройств
3. Профилактика поглощений промывочной жидкости.
3.2.Рекомендации по технологии бурения при вскрытии и прохождении поглощающих горизонтов.
4.1. Кольматация поглощающих горизонтов
4.2. Бурение скважин с промывкой аэрированными буровыми растворами.
5. Современные разработки для решения проблемы бурения в условиях интенсивных поглощений
резистивиметром можно только в том случае, когда сопротивление закачиваемого в скважину раствора резко отличается от сопротивления находящегося в скважине раствора.
Микрокаротаж называют каротажем пористости. Вследствие малой глубины исследования микрокаротажем можно определить сопротивление промытой зоны породы вблизи ствола скважины. С помощью микрокаротажа можно также уточнить границы поглощающих горизонтов, выделить участки с различной пористостью внутри поглощающего горизонта и оценить пористость породы.
Электрический каротаж. При электрическом каротаже регистрируются кажущееся удельное сопротивление пород и потенциал самопроизвольно возникающего в скважине электрического поля (ПС). По изменению этих параметров вдоль ствола скважины судят о характере и последовательности залегания пород. Напротив глин и глинистых пород на диаграмме отмечается повышение значения ПС, а напротив плотных и водонасыщенных пород - понижение. Такие показания отмечаются в том случае, когда минерализация пластовых вод выше минерализации бурового раствора в скважине. При обратном соотношении минерализации кривая ПС получается обратной. Если минерализация пластовой воды и бурового раствора одинакова, то кривая ПС получается недифференцированной. Тогда производят два замера: один - при установившемся статическом уровне, другой - в процессе долива в скважину жидкости. Напротив поглощающих пластов показания ПС должны быть различны.
Радиоактивный каротаж.Стандартные методы радиоактивного каротажа регистрируют естественную гамма-активность горных пород (гамма-каротаж ГК) и гамма-активность, возбужденную действием нейтронного потока (нейтронный гамма-каротаж НГК). Гамма-активность глин и глинистых пород обычно больше, чем у известняков и песчаников. Поэтому поглощающие горизонты, как правило, характеризуются низкой естественной гамма-активностью.
Кривая НГК позволяет уточнить положение поглощающего горизонта и получить некоторое представление о его строении вблизи ствола скважины, а также оценить величину пористости породы поглощающих пластов. Стандартные методы радиоактивных исследований дают хорошие результаты при заполнении скважины минерализованными раствором или раствором на нефтяной основе.
Акустический каротаж. С помощью акустического каротажа замеряют скорость распространения и затухания упругих волн в породе. Трещиноватые, закарстованные породы очень сильно рассеивают акустические волны [2].
Гидродинамические исследования поглощающих пластов проводятся при установившихся и неустановившихся режимах фильтраций (течении) жидкости.
Метод установившихся закачек (статический уровень в скважине Нст>30 м, рисунок 1, а). Жидкость с заданным минимальным расходом закачивается в скважину до установления определенного уровня. Фиксируются значение расхода и положение уровня, затем меняется расход, и жидкость закачивается до установления нового положения уровня. Меняя режим закачки жидкости, получают соответствующие им значения уровней (перепадов давления), по которым строится индикаторная линия.
Метод установившихся нагнетаний (Нст≤30 м, рисунок 1, б). Устье скважины герметизируется, и в нее закачивается жидкость с постоянным расходом до установления определенного давления. Режим считается установившемся, если давление и расход остаются постоянными в течение 10-15 мин. Затем изменяют расход и добиваются постоянства нового значения давления. При положении статического уровня на глубине 20-30 м первые точки индикаторной линии получают путем регистрации установившихся уровней при герметизированном устье с помощью глубинного манометра или путем экстраполяции индикаторной линии до начала координат.
Метод установившихся отборов(при переливе жидкости из скважины, рисунок 1, в). Устье скважины герметизируется и определяется давление, под действием которого жидкость переливается из скважины. Затем жидкость отбирают из скважины при различных установившихся давлениях. Полученные значения установившихся давлений и соответствующие им значения расходов жидкости используются для построения индикаторной линии.
Во время проведения исследований при установившихся режимах течения жидкости необходимо учитывать следующие особенности. До начала исследования необходимо убедиться в установившемся состоянии системы пласт - скважина. При наличии перетоков или поступлении в скважину минерализованных пластовых вод исследование рекомендуется проводить после заполнения ствола скважины однородной по плотности жидкостью (например, после очередного рейса и подъема инструмента).
Исследование скважины должно проводиться не менее чем при трех режимах. Создаваемые при этом перепады давления в скважине должны отличаться один от другого в 1,5 - 2 раза.
Для каждого режима жидкость закачивается с постоянной производительностью. Закачка или отбор производится до получения постоянных значений перепада давления в скважине. При этом плотности закачиваемой и находящейся в скважине жидкости должны быть одинаковыми.
По полученной индикаторной линии (Δр - Q) определяют интенсивность поглощения и коэффициент приемистости поглощающего пласта.
Прослеживание за снижением уровня (давления) жидкости в скважине (Нст> 30 м, рисунок 1, г). Скважина заполняется жидкостью до устья, затем долив жидкости прекращается и замеряется время падения уровня через каждые 5 или 10 м. Измерения продолжаются до наступления равновесия в скважине, т.е. до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет статического положения.
Снижение уровня в скважине во времени замеряется с помощью уровнемера или может быть зафиксировано с помощью глубинного манометра в виде кривой изменения давления во времени.
Исследование поглощающих пластов с помощью пакера и установленного под ним манометра проводят в скважинах, в которых будет осуществляться переход с бурения с промывкой забоя водой на промывку буровым раствором, перед цементированием обсадных колонн с большой высотой подъема цементного раствора, а также во всех случаях перед проведением изоляционных работ с помощью пакера. Исследования проводятся при любом положении статического уровня в скважине или при наличии водопроявлений.
Пакер в скважину спускают плавно, с включенным гидравлическим тормозом. Обычно пакер устанавливают на 20 - 50 м выше кровли поглощающего пласта. При наличии каверн или низкой механической прочности горных пород в этом интервале пакер устанавливают в вышележащих устойчивых породах.
Приемистость поглощающего пласта определяется нагнетанием в скважину жидкости до установившегося режима при работе цементировочного агрегата на 2, 3 и 4-й скоростях. Закачку жидкости начинают с максимальной - 4-й скорости, причем давление на устье скважины не должно превышать давления гидравлического разрыва пласта.
По результатам исследования строится индикаторная линия поглощающего пласта, и определяются интенсивность поглощения и коэффициент приемистости.
В скважинах, где возможен недоподъем цементного раствора за обсадной колонной из-за поглощения его в процессе цементирования, необходимо перед спуском обсадной колонны произвести исследование всех поглощающих пластов с помощью пакера на давление.
Наибольшее распространение при исследовании поглощающих пластов получили: метод прослеживания за изменением уровня (давления) в скважине, метод установившихся нагнетаний и метод установившихся отборов. Метод исследования при неустановившемся режиме течения жидкости рекомендуется использовать, если время восстановления давления превышает 30 мин. В этом случае ошибка при определении коэффициента приемистости по формулам установившегося режима не превышает точности прибора (7—10 %). При меньших значениях времени восстановления давления следует применять методы исследования скважин при установившихся режимах или должны быть введены соответствующие поправочные коэффициенты.
Основные методы изучения поглощающего пласта рассмотрены на рисунке 1[2].
Методы изучения поглощающего пласта
Гидродинамические исследования
Отбор керна и шлама
Геофизические исследования
При установившемся режиме движения жидкости
Метод установившихся нагнетаний
Метод установившихся отборов
При неустановившемся режиме движения жидкости
Прослеживание за снижением уровня
Прослеживание за подъемом уровня
В процессе бурения путем регистрации количества закачиваемой и выводящей жидкости
электротермометрия
резистивиметрия
кавернометрия
фотографирование стенок скважины
телесъемка забоя и стенок скважины
стационарный каротаж
акустический каротаж
Микрокаротаж называют каротажем пористости. Вследствие малой глубины исследования микрокаротажем можно определить сопротивление промытой зоны породы вблизи ствола скважины. С помощью микрокаротажа можно также уточнить границы поглощающих горизонтов, выделить участки с различной пористостью внутри поглощающего горизонта и оценить пористость породы.
Электрический каротаж. При электрическом каротаже регистрируются кажущееся удельное сопротивление пород и потенциал самопроизвольно возникающего в скважине электрического поля (ПС). По изменению этих параметров вдоль ствола скважины судят о характере и последовательности залегания пород. Напротив глин и глинистых пород на диаграмме отмечается повышение значения ПС, а напротив плотных и водонасыщенных пород - понижение. Такие показания отмечаются в том случае, когда минерализация пластовых вод выше минерализации бурового раствора в скважине. При обратном соотношении минерализации кривая ПС получается обратной. Если минерализация пластовой воды и бурового раствора одинакова, то кривая ПС получается недифференцированной. Тогда производят два замера: один - при установившемся статическом уровне, другой - в процессе долива в скважину жидкости. Напротив поглощающих пластов показания ПС должны быть различны.
Радиоактивный каротаж.Стандартные методы радиоактивного каротажа регистрируют естественную гамма-активность горных пород (гамма-каротаж ГК) и гамма-активность, возбужденную действием нейтронного потока (нейтронный гамма-каротаж НГК). Гамма-активность глин и глинистых пород обычно больше, чем у известняков и песчаников. Поэтому поглощающие горизонты, как правило, характеризуются низкой естественной гамма-активностью.
Кривая НГК позволяет уточнить положение поглощающего горизонта и получить некоторое представление о его строении вблизи ствола скважины, а также оценить величину пористости породы поглощающих пластов. Стандартные методы радиоактивных исследований дают хорошие результаты при заполнении скважины минерализованными раствором или раствором на нефтяной основе.
Акустический каротаж. С помощью акустического каротажа замеряют скорость распространения и затухания упругих волн в породе. Трещиноватые, закарстованные породы очень сильно рассеивают акустические волны [2].
1.4.2. Гидродинамические исследования поглощающих пластов
Гидродинамические исследования поглощающих пластов проводятся при установившихся и неустановившихся режимах фильтраций (течении) жидкости.
Метод установившихся закачек (статический уровень в скважине Нст>30 м, рисунок 1, а). Жидкость с заданным минимальным расходом закачивается в скважину до установления определенного уровня. Фиксируются значение расхода и положение уровня, затем меняется расход, и жидкость закачивается до установления нового положения уровня. Меняя режим закачки жидкости, получают соответствующие им значения уровней (перепадов давления), по которым строится индикаторная линия.
Метод установившихся нагнетаний (Нст≤30 м, рисунок 1, б). Устье скважины герметизируется, и в нее закачивается жидкость с постоянным расходом до установления определенного давления. Режим считается установившемся, если давление и расход остаются постоянными в течение 10-15 мин. Затем изменяют расход и добиваются постоянства нового значения давления. При положении статического уровня на глубине 20-30 м первые точки индикаторной линии получают путем регистрации установившихся уровней при герметизированном устье с помощью глубинного манометра или путем экстраполяции индикаторной линии до начала координат.
Метод установившихся отборов(при переливе жидкости из скважины, рисунок 1, в). Устье скважины герметизируется и определяется давление, под действием которого жидкость переливается из скважины. Затем жидкость отбирают из скважины при различных установившихся давлениях. Полученные значения установившихся давлений и соответствующие им значения расходов жидкости используются для построения индикаторной линии.
Во время проведения исследований при установившихся режимах течения жидкости необходимо учитывать следующие особенности. До начала исследования необходимо убедиться в установившемся состоянии системы пласт - скважина. При наличии перетоков или поступлении в скважину минерализованных пластовых вод исследование рекомендуется проводить после заполнения ствола скважины однородной по плотности жидкостью (например, после очередного рейса и подъема инструмента).
Исследование скважины должно проводиться не менее чем при трех режимах. Создаваемые при этом перепады давления в скважине должны отличаться один от другого в 1,5 - 2 раза.
Для каждого режима жидкость закачивается с постоянной производительностью. Закачка или отбор производится до получения постоянных значений перепада давления в скважине. При этом плотности закачиваемой и находящейся в скважине жидкости должны быть одинаковыми.
По полученной индикаторной линии (Δр - Q) определяют интенсивность поглощения и коэффициент приемистости поглощающего пласта.
Прослеживание за снижением уровня (давления) жидкости в скважине (Нст> 30 м, рисунок 1, г). Скважина заполняется жидкостью до устья, затем долив жидкости прекращается и замеряется время падения уровня через каждые 5 или 10 м. Измерения продолжаются до наступления равновесия в скважине, т.е. до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет статического положения.
Снижение уровня в скважине во времени замеряется с помощью уровнемера или может быть зафиксировано с помощью глубинного манометра в виде кривой изменения давления во времени.
Исследование поглощающих пластов с помощью пакера и установленного под ним манометра проводят в скважинах, в которых будет осуществляться переход с бурения с промывкой забоя водой на промывку буровым раствором, перед цементированием обсадных колонн с большой высотой подъема цементного раствора, а также во всех случаях перед проведением изоляционных работ с помощью пакера. Исследования проводятся при любом положении статического уровня в скважине или при наличии водопроявлений.
Пакер в скважину спускают плавно, с включенным гидравлическим тормозом. Обычно пакер устанавливают на 20 - 50 м выше кровли поглощающего пласта. При наличии каверн или низкой механической прочности горных пород в этом интервале пакер устанавливают в вышележащих устойчивых породах.
Приемистость поглощающего пласта определяется нагнетанием в скважину жидкости до установившегося режима при работе цементировочного агрегата на 2, 3 и 4-й скоростях. Закачку жидкости начинают с максимальной - 4-й скорости, причем давление на устье скважины не должно превышать давления гидравлического разрыва пласта.
По результатам исследования строится индикаторная линия поглощающего пласта, и определяются интенсивность поглощения и коэффициент приемистости.
В скважинах, где возможен недоподъем цементного раствора за обсадной колонной из-за поглощения его в процессе цементирования, необходимо перед спуском обсадной колонны произвести исследование всех поглощающих пластов с помощью пакера на давление.
Наибольшее распространение при исследовании поглощающих пластов получили: метод прослеживания за изменением уровня (давления) в скважине, метод установившихся нагнетаний и метод установившихся отборов. Метод исследования при неустановившемся режиме течения жидкости рекомендуется использовать, если время восстановления давления превышает 30 мин. В этом случае ошибка при определении коэффициента приемистости по формулам установившегося режима не превышает точности прибора (7—10 %). При меньших значениях времени восстановления давления следует применять методы исследования скважин при установившихся режимах или должны быть введены соответствующие поправочные коэффициенты.
Основные методы изучения поглощающего пласта рассмотрены на рисунке 1[2].
Методы изучения поглощающего пласта
Гидродинамические исследования
Отбор керна и шлама
Геофизические исследования
При установившемся режиме движения жидкости
Метод установившихся нагнетаний
Метод установившихся отборов
При неустановившемся режиме движения жидкости
Прослеживание за снижением уровня
Прослеживание за подъемом уровня
В процессе бурения путем регистрации количества закачиваемой и выводящей жидкости
электротермометрия
резистивиметрия
кавернометрия
фотографирование стенок скважины
телесъемка забоя и стенок скважины
стационарный каротаж
акустический каротаж