Файл: Комплекс исследований зон поглощения, их обобщенная классификация.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.01.2024
Просмотров: 220
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Комплекс исследований зон поглощения, их обобщенная классификация
1.1 Наблюдения и предварительные исследования, проводимые буровой бригадой
1.2 Геофизические исследования
1.3 Гидродинамические исследования (ГДИ)
1.5 Обобщенная классификация зон поглощения
2.1 Традиционные методы ликвидации поглощений бурового раствора
2.2 Высокоструктурированные тампонажные смеси
2.4 Материалы для приготовления высокоструктурированных тампонажных смесей
2.6 Технология проведения изоляционных работ в зонах катастрофического поглощения
3. Выбор способов ликвидации поглощения бурового раствора
3.1 Зона поглощения I категории
3.2 Зона поглощения II категории
3.3 Зона поглощения III категории
4. Краткий обзор современных методов предупреждения и ликвидации зон поглощений бурового раствора
4.1 Профилактические мероприятия в процессе углубления скважины
состояний в ходе изоляционных работ, а также для анализа результатов последних.
Если динамический уровень при доливе буровыми насосами не удается поднять выше статического уровня на 50 м и более, то коэффициент удельной приемистости определяют методом поддержания постоянного динамического уровня при максимальном расходе бурового раствора.
Для оценки начальной приёмистости зоны поглощения и её изменений в ходе кольматационных или изоляционных работ применяется также метод измерения статического и динамического уровней в скважине.
Статический уровень в скважине определяют уровнемером.
Динамический уровень в скважине фиксируют при нахождении открытого конца (или долота) в кровле зоны поглощения, при этом осуществляют прокачку бурового раствора в течение 5 мин через бурильную колонну, например, одним буровым насосом У8-6МА2 с цилиндрическими втулками ∅150х150 мм, что соответствует производительности Q = 21 л/с (при n = 66 дв. ход./мин и α = 0,8).
Динамический уровень измеряют по длине поднятых сухих труб.
Для оценки раскрытия крупных каналов поглощающих пластов используют метод пробных закачек вязкопластичных тампонажных смесей с различной крупностью гранулярных наполнителей.
Для уточнения характера раскрытия каналов поглощения и их приемистости перед началом изоляционных работ закачивают пробную порцию тампонажной смеси с заданной начальной подвижностью и крупностью гранулярного наполнителя с помощью автобетонокомплекса (АБК).
При этом указанную смесь закачивают через пакер, устанавливаемый в кровле зоны поглощения или под статическим уровнем. В последнем случае открытый конец устанавливается также в кровле зоны поглощения.
В качестве первой пробной порции используют нетвердеющую смесь на основе глинистого раствора и композиции наполнителей: кордного волокна и резиновой крошки. Параметры исходного глинистого раствора:
Объем раствора - 4 м3.
Содержание наполнителей в растворе:
Подвижность смеси - 15 см.
Подвижность смеси регулируют изменением содержания резиновой крошки. Фиксируют давление продавки смеси по бурильным трубам и закачки ее в зону поглощения. Во время закачки смеси в зону поглощения регистрируют изменение давления во времени и от объема смеси.
Оценка раскрытия крупных каналов поглощающих пластов производится по двум методикам:
раскрытие крупных каналов поглощающего пласта можно оценить по анализу данных о проникновении в них вязкопластичной жидкости (ВПЖ). При этом кольматационный эффект от наполнителей не должен проявляться.
раскрытие крупных каналов поглощающего пласта определяют по характеру изменения давления закачки тампонажной смеси с заданной подвижностью и крупностью гранулярного наполнителя от ее объема.
На основе проведения комплекса исследований определяют категорию зоны поглощения и намечают стратегию проведения изоляционных работ.
Дополнительным материалом для оценки приемистости зоны поглощения служат сведения о давлении закачки тампонажной смеси в процессе изоляционных работ.
На основе исследований зон поглощения составляют обобщенную их классификацию (см. таблицу 2).
Все зоны поглощения условно разделены на три категории по величине раскрытия поглощающих каналов.
Прямая оценка раскрытия поглощающих каналов может быть произведена методом закачек в зону поглощения тампонажных смесей с заданной подвижностью и крупностью наполнителей.
Другие характеристики являются косвенными и служат для комплексной оценки раскрытия каналов поглощения.
Для каждой категории зоны поглощения разрабатывается наиболее эффективная схема их ликвидации.
Для оперативного определения категории зоны поглощения используют таблицу обобщённой их классификации, где каждой характеристике зоны поставлено в соответствие совокупность внешних признаков и результатов гидродинамических исследований.
В зависимости от категории зоны поглощения применяются различные способы ликвидации:
1. Способы на базе стандартной буровой и тампонажной техники и с помощью буровой бригады (КПМ, тампоны, «хвостовик» и др.).
2. Способы с использованием специальной техники (тампонажные смеси - высокоструктурированные, автобетонокомплекс, профильные перекрыватели, «сетка» Охрименко).
Таблица 2. Обобщённая классификация зон поглощения
В случае высокоинтенсивного поглощения возможно бурение без выхода бурового раствора на поверхность. Оно целесообразно в твердых породах (известняках, доломитах, песчаниках и т. п.). После вскрытия всей зоны поглощения бурение немедленно прекращают. Далее проводят заливки ГЦП или БСС до полной ликвидации поглощения. При бурении без выхода бурового раствора разбуриваемый шлам поднимается с забоя и уходит в каналы поглощения вместе с буровым раствором. Во избежание прихвата бурильной колонны необходимо тщательно следить за стрелкой индикатора веса. Экономически целесообразно бурить без выхода циркуляции только при использовании воды в качестве бурового раствора. Для ликвидации интенсивных поглощений (более 200 м3/ч) прежде всего снижают их интенсивность путем намыва в зону поглощения песка или шлама выбуренной породы или забрасывания и продавки инертных материалов (глины, торфа, соломы и т. п.). После намыва песка или забрасывания зоны поглощения инертными материалами ее заливают цементным раствором. После затвердения цемента скважину прорабатывают и затем начинают дальнейшее углубление.
Для ликвидации высокоинтенсивных поглощений бурового раствора, приуроченных к большим трещинам и кавернам, во ВНИИБТ были разработаны перекрывающие устройства. Перекрывающее устройство представляет собой эластичную сетчатую оболочку (капроновая, нейлоновая, капроновый эластик, металлическая специального плетения и др.). Установленная в интервале поглощения сетчатая оболочка под действием закачиваемой тампонажной смеси с наполнителем расширяется и заполняет трещины и каверны. Сетчатая оболочка расширяется вследствие закупорки ее ячеек наполнителем, находящимся в тампонажной смеси. При твердении тампонажная смесь связывает оболочку с породой.
Известны и другие способы ликвидации высокоинтенсивных поглощений: спуск «летучки» (кассеты), замораживание зоны поглощения, изоляция зон поглощения с помощью взрыва и др. Но все они весьма трудоемки, не всегда дают положительный результат и поэтому применяются в буровой практике редко.
Если динамический уровень при доливе буровыми насосами не удается поднять выше статического уровня на 50 м и более, то коэффициент удельной приемистости определяют методом поддержания постоянного динамического уровня при максимальном расходе бурового раствора.
Для оценки начальной приёмистости зоны поглощения и её изменений в ходе кольматационных или изоляционных работ применяется также метод измерения статического и динамического уровней в скважине.
Статический уровень в скважине определяют уровнемером.
Динамический уровень в скважине фиксируют при нахождении открытого конца (или долота) в кровле зоны поглощения, при этом осуществляют прокачку бурового раствора в течение 5 мин через бурильную колонну, например, одним буровым насосом У8-6МА2 с цилиндрическими втулками ∅150х150 мм, что соответствует производительности Q = 21 л/с (при n = 66 дв. ход./мин и α = 0,8).
Динамический уровень измеряют по длине поднятых сухих труб.
Для оценки раскрытия крупных каналов поглощающих пластов используют метод пробных закачек вязкопластичных тампонажных смесей с различной крупностью гранулярных наполнителей.
1.4 Пробные закачки в зону поглощения вязкопластичных жидкостей и тампонажных смесей с заданной подвижностью и крупностью наполнителя
Для уточнения характера раскрытия каналов поглощения и их приемистости перед началом изоляционных работ закачивают пробную порцию тампонажной смеси с заданной начальной подвижностью и крупностью гранулярного наполнителя с помощью автобетонокомплекса (АБК).
При этом указанную смесь закачивают через пакер, устанавливаемый в кровле зоны поглощения или под статическим уровнем. В последнем случае открытый конец устанавливается также в кровле зоны поглощения.
В качестве первой пробной порции используют нетвердеющую смесь на основе глинистого раствора и композиции наполнителей: кордного волокна и резиновой крошки. Параметры исходного глинистого раствора:
-
плотность 1050 - 1060 кг/м3; -
вязкость 20 - 25 с.
Объем раствора - 4 м3.
Содержание наполнителей в растворе:
-
кордного волокна (8 % вес.) - 320 кг/замес; -
резиновой крошки до 5 мм (30 % вес.) - 1200 кг/замес.
Подвижность смеси - 15 см.
Подвижность смеси регулируют изменением содержания резиновой крошки. Фиксируют давление продавки смеси по бурильным трубам и закачки ее в зону поглощения. Во время закачки смеси в зону поглощения регистрируют изменение давления во времени и от объема смеси.
Оценка раскрытия крупных каналов поглощающих пластов производится по двум методикам:
раскрытие крупных каналов поглощающего пласта можно оценить по анализу данных о проникновении в них вязкопластичной жидкости (ВПЖ). При этом кольматационный эффект от наполнителей не должен проявляться.
раскрытие крупных каналов поглощающего пласта определяют по характеру изменения давления закачки тампонажной смеси с заданной подвижностью и крупностью гранулярного наполнителя от ее объема.
На основе проведения комплекса исследований определяют категорию зоны поглощения и намечают стратегию проведения изоляционных работ.
Дополнительным материалом для оценки приемистости зоны поглощения служат сведения о давлении закачки тампонажной смеси в процессе изоляционных работ.
1.5 Обобщенная классификация зон поглощения
На основе исследований зон поглощения составляют обобщенную их классификацию (см. таблицу 2).
Все зоны поглощения условно разделены на три категории по величине раскрытия поглощающих каналов.
Прямая оценка раскрытия поглощающих каналов может быть произведена методом закачек в зону поглощения тампонажных смесей с заданной подвижностью и крупностью наполнителей.
Другие характеристики являются косвенными и служат для комплексной оценки раскрытия каналов поглощения.
Для каждой категории зоны поглощения разрабатывается наиболее эффективная схема их ликвидации.
Для оперативного определения категории зоны поглощения используют таблицу обобщённой их классификации, где каждой характеристике зоны поставлено в соответствие совокупность внешних признаков и результатов гидродинамических исследований.
В зависимости от категории зоны поглощения применяются различные способы ликвидации:
1. Способы на базе стандартной буровой и тампонажной техники и с помощью буровой бригады (КПМ, тампоны, «хвостовик» и др.).
2. Способы с использованием специальной техники (тампонажные смеси - высокоструктурированные, автобетонокомплекс, профильные перекрыватели, «сетка» Охрименко).
Таблица 2. Обобщённая классификация зон поглощения
| № п/п | Характеристика зоны поглощения | Категория зон поглощения, раскрытие поглощающих каналов | |||
| I категория: мелкотрещиноватая и пористая среда; раскрытие до 5 мм | II категория: среднетрещиноватая среда; раскрытие 5-100 мм | III категория: крупнотрещиноватая, кавернозная среда; раскрытие > 100 мм | |||
| 1 | Особенности вскрытия и процесса разбуривания проницаемых пластов | Циркуляция неполная, неустойчивая, зачастую отсутствует совсем, периодически восстанавливаясь. Затяжки бурильного инструмента отсутствуют | Циркуляция бурового раствора отсутствует. Возможны кратковременные восстановления циркуляции с частичным выходом бурового раствора на поверхность | Внезапное полное прекращение циркуляции бурового раствора, иногда затяжки бурильного инструмента и прихваты его | |
| 2 | Увеличение механической скорости бурения | Увеличение в 3-4 раза | Резкое увеличение | «Провалы» | |
| 3 | Наличие и величина «провалов» бурильного инструмента, м | до 0,3 | от 0,3 до 0,5 | от 0,5 до 5-7 | |
| 4 | Превышение динамического уровня над статическим, м (при производительности бурового насоса 15-20 л/с) | > 50 | 10-50 | < 10 | |
| 5 | Интенсивность поглощения, м3/ч (при Р = 0,1 МПа) | до 30 | 30-120 | 120 и более | |
| 6 | Наличие каверн, увеличение диаметра ствола скважины | - | + | + | |
| 7 | Пробная закачка в зону поглощения тампонажных смесей с подвижностью 15 см и крупностью наполнителя, мм Реакция зоны, МПа | до 5 8 - 0 | до 20 8 - 0 | до 40 0 | |
2. Технология изоляции зон полного (катастрофического) поглощения бурового раствора высокоструктурированными тампонажными смесями (твердеющими и нетвердеющими) на базе автобетонокомплекса
2.1 Традиционные методы ликвидации поглощений бурового раствора
В случае высокоинтенсивного поглощения возможно бурение без выхода бурового раствора на поверхность. Оно целесообразно в твердых породах (известняках, доломитах, песчаниках и т. п.). После вскрытия всей зоны поглощения бурение немедленно прекращают. Далее проводят заливки ГЦП или БСС до полной ликвидации поглощения. При бурении без выхода бурового раствора разбуриваемый шлам поднимается с забоя и уходит в каналы поглощения вместе с буровым раствором. Во избежание прихвата бурильной колонны необходимо тщательно следить за стрелкой индикатора веса. Экономически целесообразно бурить без выхода циркуляции только при использовании воды в качестве бурового раствора. Для ликвидации интенсивных поглощений (более 200 м3/ч) прежде всего снижают их интенсивность путем намыва в зону поглощения песка или шлама выбуренной породы или забрасывания и продавки инертных материалов (глины, торфа, соломы и т. п.). После намыва песка или забрасывания зоны поглощения инертными материалами ее заливают цементным раствором. После затвердения цемента скважину прорабатывают и затем начинают дальнейшее углубление.
Для ликвидации высокоинтенсивных поглощений бурового раствора, приуроченных к большим трещинам и кавернам, во ВНИИБТ были разработаны перекрывающие устройства. Перекрывающее устройство представляет собой эластичную сетчатую оболочку (капроновая, нейлоновая, капроновый эластик, металлическая специального плетения и др.). Установленная в интервале поглощения сетчатая оболочка под действием закачиваемой тампонажной смеси с наполнителем расширяется и заполняет трещины и каверны. Сетчатая оболочка расширяется вследствие закупорки ее ячеек наполнителем, находящимся в тампонажной смеси. При твердении тампонажная смесь связывает оболочку с породой.
Известны и другие способы ликвидации высокоинтенсивных поглощений: спуск «летучки» (кассеты), замораживание зоны поглощения, изоляция зон поглощения с помощью взрыва и др. Но все они весьма трудоемки, не всегда дают положительный результат и поэтому применяются в буровой практике редко.