Будников В.Ф., Булатов А.И., Петерсон А.Я., Шама­нов СА.

Б 90 Контроль и пути улучшения технического состояния скважин. — М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2001. — 305

1

О ПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОН ОБВАЛООБРАЗОВАНИЙ, ВОЗМОЖНЫХ ЗАТЯЖЕК И ПРИХВАТОВ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА И НКТ В СКВАЖИНАХ

1.1. Определение зон обвалообразований в скважинах

Известно, что обвалы пород, слагающих стенки скважи­ны, являются одним из наиболее тяжелых видов осложнений и нередко служат причиной ликвидации скважин.

С целью оценки интенсивности обвалообразования во времени и прогнозирования этого процесса при проектиро­вании скважин были проанализированы результаты промыс-лово-геофизических исследований (стандартный каротаж, гамма-каротаж (ГК), нейтронный гамма-каротаж (НГК), бо­ковое каротажное зондирование (БКЗ)), проведенных на Не­красовской и Левкинской площадях Краснодарского края в 18 скважинах, при бурении которых были отмечены случаи обвала пород [104].

На основании сопоставления результатов геофизических исследований скважин (ГИС) и фактического материала по их проводке на рассматриваемых площадях (количество вы­носимого шлама, изменение состава твердой фазы и т.д.) было установлено, что наиболее информативными данными, позволяющими четко выделять интервалы расположения зон обвала пород в скважине, являются кривые профилеметрии и стандартного каротажа. Сведения, полученные из диаграмм ГК, НГК и БКЗ, в основном дублируют результаты либо профилеметрии, либо стандартного каротажа. Так, по дан­ным ГК и НГК можно определить интервалы залегания глин,

а: i

2350

2400

25 мВ

5 25

10 50

15

20 Ом м 10 20

30 40 см

3000	5			*
	|	\ \ i
	|	s
	■	1
3050	-	2	*ч
	■	<			;
					;

Р ис. 1. Определение по кривым стандартного каротажа (КС, ПС) и профи-леметрии (d_l(:RB, d_2cKB) в скв. 39 Некрасовской площади интервалов обвало-образований:

I — обвалообразования; II — песчаник; III — карбонатный коллектор

песчаников, а по данным БКЗ — признаки наличия каверн, насыщенность пластов и т.д.

Учитывая сравнительную трудоемкость, сложность и сто­имость применения методов ГИС, можно считать, что для вы-

8

явления зон обвалообразования в скважинах наиболее тех-нико-экономически эффективным является проведение про-филеметрии и стандартного каротажа.

В качестве примера на рис. 1 и 2 представлены результаты геофизических исследований, проведенных в двух скважи­нах — 39 Некрасовской и 95 Левкинской площади. Видно, что профилеметрия четко зафиксировала интервалы распо­ложения каверн значительных размеров.

При анализе промысловых данных с привлечением геофи­зического материала (стандартный каротаж, профилеметрия) установлено, что к кавернам, образованным в результате об­валов, следует относить только те, профиль поперечного се­чения которых имеет вид окружности или овала, причем их размеры (диаметр окружности d_K, поперечные размеры овала $ Ё b = $+0 ) должны быть больше номинального диаметра d_H скважины. На рис. 3 представлены две профилеграммы, которыми зафиксированы каверны, развившиеся в результа­те обвала пород со стенок скважины, а также профили их поперечного сечения.

Чтобы зафиксировать начало и проследить динамику про­цесса обвалообразования, необходимо периодически опреде­лять поперечные размеры и конфигурацию стенок скважины с помощью профилемера.

Изучение результатов геофизических исследований и со­поставление их с промысловыми данными позволило также выявить ряд факторов, влияющих на обвалы пород, слагаю­щих стенки скважины. Так, из сравнения результатов про-филеметрии и стандартного каротажа, проведенных в сква­жинах на Некрасовской площади, установлено, что зоны об-валообразований обычно расположены непосредственно в местах контакта с водонасыщенным песчаником или извест­няком и во всех случаях представлены глинистыми породами.

Из приведенных данных (см. рис. 1) видно, что интервалы обвалообразования четко отмечаются на профилеграмме (2387-2400; 3012-3032 м). Причем по результатам стандарт­ного каротажа они представлены сравнительно однородными глинистыми породами. При этом указанные интервалы (по данным БКЗ) примыкают к водонасыщенному песчанику (2400-2408 Ï) Ë ËÁ‚ÂÒÚÌflÍÛ (2990-3012 Ï).

Наибольшие размеры каверн зафиксированы непосредст­венно у кровли и подошвы песчаника и известняка, т.е. в зонах контакта пластов глины и песчаника (известняка).

Другим фактором, ускоряющим процесс обвалообразова­ния горных пород, является их трещиноватость.

9

4350 -

4400 -

а:

25 30 см

kc'J^I

г

Рис. 2. Сопоставление кривых стандартного каротажа (КС, ПС) и профилеметрии (d_lcIiB, d_2cKB), зарегистрированных в скв. 95 Левкинской площади

Рис. 3. Данные профилеметрии, проведенной в скважинах Не­красовской площади

Скв. 56

10 20 30 40 см

Скв. 51

10 20 30 40 см

а=Ь

3020

3050

2350

2400

Из геофизических данных (см. рис. 2) видно, что на про-филеграмме в интервале 4310 — 4358 м зафиксирована кавер­на, профиль контура поперечного сечения которой прибли­зительно представляет собой окружность с диаметром, зна­чительно большим номинального диаметра d_H ствола скважи­ны, т.е. в интервале исследования обнаружена каверна, обра­зованная в результате обвала горных пород. По данным стандартного каротажа указанный интервал представлен гли­нами, которые, согласно анализу керна, характеризуются наличием открытых и закрытых трещин. Вместе с тем в ин­тервале 4358 — 4420 м, в котором глина не имеет трещинова-тости, по профилеграмме определяются меньшие, близкие к односторонним, расширения ствола, появившиеся, по-види­мому, в основном за счет механического воздействия на стенки скважины бурильной колонны.

Возможность по данным проведенных исследований мето­дами профилеметрии и стандартного каротажа в первых скважинах разбуриваемой площади прогнозирования зон об-валообразований в соседних последующих скважинах позво­ляет при их проектировании предусмотреть мероприятия по предотвращению или снижению интенсивности этих процес­сов.

К таким мероприятиям в первую очередь относятся мак­симальное ускорение бурения скважин в интервалах возмож­ного обвалообразования и применение специальных буровых растворов, не вызывающих интенсивного набухания глин и сохраняющих их устойчивость.

Применяемые для этой цели буровые растворы должны обрабатываться реагентами типа водорастворимых эфиров целлюлозы (КМЦ, карбофен и др.) лигносульфонатов (КССБ и др.), модифицированных лигнинов (сунил, игетан и др.) по­лифенола или крахмала и характеризоваться минимальной водоотдачей.