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: 421
Скачиваний: 7
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
2.2. Установка мостов.
Целью установки мостов является:
-
ликвидация поглощений буровых и тампонажных растворов; -
получение в скважине устойчивого водогазонепроницаемого цементного стакана (моста) определенной прочности для перехода на вышележащий объект; -
забуривание нового ствола скважин; -
укрепление кавернозной части ствола скважин; -
ликвидация желобных выработок; -
ликвидация нефтегазоводопроявлений; -
консервация или ликвидация скважин.
Установкой моста называется операция по доставке тампонажной смеси в определенный интервал ствола скважин и удержание ее там до схватывания.
Технологический процесс установки моста и его качество зависит от ряда условий. К этим условиям относят:
-
поглощение или нефтегазопроявления в интервале установки моста; -
большая кавернозность ствола скважины; -
высокие градиенты пластового давления между разобщаемыми пластами; -
состав флюидов и их свойства в поглощающих или проявляющих горизонтах; -
температуры и давления в интервале установки моста.
Поскольку мосты выполняют конкретные задачи, к ним предъявляются следующие требования:
-
долговечность, коррозионная устойчивость; -
герметичность; -
прочность; -
несущая способность; -
интервал расположения моста; -
минимальное время схватывания после доставки тампонажного материала в интервал установки моста.
Указанные требования обусловлены конкретными геолого-технологическими условиями и назначением моста. Логично, что требования к надежности и долговечности, герметизирующей способности и прочностным свойствам цементных мостов должны соответствовать требованиям, предъявленным к крепи скважины [5].
Несущая способность моста зависит от его высоты, толщины слоя фильтрационной корки на стенке скважины. При удалении рыхлой части глинистой корки достаточна высота моста 25-30 м, а при ее наличии необходимая высота моста может увеличиваться до 250 м. Герметичность моста зависит от высоты, состояния поверхности контакта, т.к. давление, при котором происходит прорыв флюида, прямо пропорционально длине моста и обратно пропорционально толщине корки.
Мосты должны быть прочными. Если при испытании на прочность мост не разрушается при создании на него удельной осевой нагрузки 3-6 МПа, то его прочностные свойства удовлетворяют условиям забуривания нового ствола. К мостам для забуривания нового ствола предъявляются дополнительные требования по высоте. Это обусловлено тем, что прочность верхней части моста должна обеспечить возможность забуривания нового ствола с определенной интенсивностью искривления, а нижняя часть должна надежно изолировать старый ствол [4].
2.3.Тампонажные смеси и пасты для изоляции зон поглощений
Для изоляции зон поглощения в настоящее время широко применяют различные тампонажные смеси и пасты, получаемые на неорганической основе вяжущих материалов (гипсов, цемента), полимерных соединений, глинистого раствора с добавками наполнителей и химических реагентов.
Опыт борьбы с поглощением буровых и тампонажных растворов показывает, что успех изоляционных работ в большей степени зависит от свойств и качества применяемых тампонирующих смесей. Успех работ по перекрытию каналов ухода бурового и тампонажного растворов в пласте зависит от структурно-механических свойств тампонажных смесей, правильно подобранных рецептур и технологии доставки их в скважину.
Рисунок 2: Классификация тампонажных смесей для изоляции зон поглощений
К тампонажным смесям, применяемым для изоляции зон поглощения предъявляют следующие требования [6]:
-
тампонажная смесь должна обладать хорошей текучестью и сохранять ее в течении времени, необходимого для закачивания и продавки в каналы поглощающего пласта; -
плотность смеси должна быть близкой к плотности бурового раствора, что в меньшей степени нарушает равновесие в системе скважина-пласт; -
сроки схватывания, а также пластическая прочность смеси должны легко регулироваться, время начала схватывания смеси должно превышать время, необходимое для доставки смеси в намеченный интервал и продавливание ее в пласт, на 20-25 %. -
Тампонажные смеси должны: -
образовывать в порах и трещинах горных пород тампонажный камень или прочный тампон; -
при твердении (упрочнении) не давать усадки с образованием трещин и быть непроницаемыми для жидкостей и газов; -
проникать в поры и микротрещины при избыточном давлении, но в то же время не растекаться в трещинах под действием собственной массы; -
обладать хорошей сцепляемостью со стенками трещины (поры); -
обладать закупоривающей способностью вследствие изменения физико-механических свойств в процессе движения; -
быть устойчивыми к седиментации; -
не должны ухудшать изоляционные свойства при взаимодействии с пластовыми водами поглощающего горизонта; -
оказывать на тампонируемые породы закрепляющие действие; -
смесь должна сохранять стабильность при температуре и давлении в условиях в изолируемом горизонте; -
после закачки в зону поглощений смесь должна быстро схватиться и приобрести в минимальные сроки достаточную прочность (не менее 0,5-1,4 МПа при испытании образцов на сжатие через 8-16 часов); -
смесь должна быть устойчивой к разбавлению пластовыми водами [4].
2.4. Изоляция зон поглощения тампонажными смесями с использованием специальных оболочек или обсадных колонн.
Для ликвидации так называемых “катастрофических” поглощений бурового раствора, приуроченных к большим трещинам и кавернам, разработаны различные перекрывающие устройства.
Сущность этого способа изоляции зоны поглощения заключается в установке в интервале поглощения специальных проницаемых или непроницаемых оболочек.
Брезентовая оболочка имеет длину 4 - 8м, а диаметр ее подбирают в зависимости от размеров каверн. Оболочку помещают в корпус турбобура, закрытый снизу деревянной пробкой, и заполняют цементным раствором. Корпус турбобура спускают на бурильных трубах до интервала поглощения, после чего из него путем нагнетания в трубы промывочной жидкости выдавливают пробку и брезентовую оболочку (рисунок 14, схема 1).
Нейлоновая оболочка (рисунок 14, схема II) применяется за рубежом, диаметр ее 46 - 61 см. Нейлоновая оболочка прикреплена к перфорированной трубе из пластмассы при помощи ободов из нержавеющей стали. На каждом конце перфорированной трубы находятся центраторы из жесткой резины или цемента. По всей длине оболочки через каждые 0,3 м к ней прикреплены резиновые манжеты, предохраняющие ее от разрушения. Приспособление с помощью левой резьбы присоединяют к концу бурильной колонны и опускают в скважину. После закачки в него цементного раствора, вращением вправо бурильную колонну отсоединяют и извлекают из скважины. После периода ОЗЦ все части приспособления и цементную пробку разбуривают.
Капроновая сетка и устройство для транспортировки ее до зоны поглощения УГТП-2 (рисунок 15, схема III) предложены ВНИИБТ, диаметр сетки 2-3 м, размер ячейки 5х5 мм.
Капроновую сетку укладывают и укрепляют на дюралевой перфорированной трубе.
УГIП-2 на бурильных трубах опускают до подошвы поглощающего пласта. В бурильные трубы бросают пробку, которую продавливают промывочной жидкостью. Пробка садится на седло в башмаке и перекрывает его отверстие. При дальнейшем прокачивании жидкости вследствие повышения давления срезаются штифты, удерживающие башмак.
Башмак с перфорироваиной трубой и укрепленной на ней сеткой выходит из защитного кожуха. Затем прокачивают тампонажную смесь с добавкой наполнителя (кожа -”горох”).
После периода ОЗЦ перфорированную трубу, башмак и пробку разбуривают вместе с цементным стаканом.
Дюралевая кассета (рисунок 14, схема IV). Дюралевый лист длиной 8 - 10 м при помощи специальной установки свертывают в трубу с навинченным на нее переводником, а снизу укрепляют башмак на штифтах. На переводнике и башмаке имеются специальные цилиндрические выступы, на которых устанавливают свернутую кассету. Затем трубу с кассетой укрепляют в защитном кожухе при помощи шифтов.
Устройство на бурильных трубах спускают в скважину до кровли поглощающего пласта. Предварительно интервал поглощения при помощи специального расширителя увеличивают в диаметре.
Рисунок 3: Перекрывающие устройства:
1 - переводник; 2 - обратный клапан; З - корпус; 4 - брезентовая оболочка; 5 - цементный раствор; 6 - штифт; 7 - башмак; 8 - хомут; 9 - перфорированная труба; 10 - нейлоновая оболочка; 11 - резиновое кольцо; 12 - предохранительное кольцо; 13 - внутренняя труба; 14 - центратор; 15 - капроновая сетка; 16 - кожух; 17 - якорь; 18 - пробка; 19 - дюралевая кассета; 20 - шар; 21 – поршень; 22 - ограничитель; 23 - трос; 24 - штанга; 25 - прорезиненный рукав; 26 - замок; 27 - бурильная труба; 28 - полиэтиленовая или поролоновая оболочка; 29 - шпилька.
В бурильные трубы бросают шар из легкоразбуриваемого материала, который перекрывает отверстие в башмаке. При закачке в бурильные трубы промывочной жидкости создается давление и срезаются штифты, удерживающие внутреннюю трубу. Кассета вместе с внутренней трубой перемещается вниз до упора на кожухе. При дальнейшем повышении давления срезаются штифты, удерживающие башмак, и нижняя часть кассеты освобождается. Чтобы освободить верхнюю часть, бурильные трубы поднимают. За счет упругих сил кассета разворачивается в расширенной части ствола скважины. Затем закачивают цементный раствор.
Прорезиненный рукав и устройство для доставки его до зоны поглощения (рисунок 14, схема V). Устройство спускают в скважину на бурильных трубах и устанавливают в расширенной части ствола скважины. После промывки скважины продавливают пробку до посадки ее на поршень. За счет создаваемого перепада давления срезаются штифты. Поршень, штанги и замок перемещаются вниз, освобождая при этом тросы,