5.2 Расчленение по литологическому составу пород
Главным признакам, который должен быть положен в основу расчленения разреза, служит литологический состав горных пород.
Все многообразие осадочных пород, слагающих месторождения нефти и газа, целесообразно подразделить на несколько категорий, каждая из которых должна иметь характерную особенность, отличающую породы данной категории.
Можно выделить три основных признака, несовпадение которых дает основание выделять различные группы пород:
а) растворимость в воде, способность вызывать коагуляцию глинистых суспензий;
б) способность сохранять прочность и устойчивость стенок скважины при контакте с водной промывочной жидкостью;
в) способность образовывать с водой устойчивые тиксотропные дисперсные системы.
С учетом этих признаков представляется целесообразным подразделить осадочные породы, наиболее часто встречающиеся в разрезе нефтяных и газовых месторождений, на одиннадцать категорий:
1. Обломочные несцементированные породы (пески, гравии, галечник и т.п.).
2. Обломочные многолетнемерзлые породы, сцементированные льдом.
3. Переслаивание песчано–глинистых пород.
4. Глины.
5. Аргиллиты.
6. Известняки, доломиты, песчаники.
7. Мел писчий.
8. Ангидриты, гипсы.
9. Каменная соль без инородных пропластков.
10. Каменная соль с пропластками калийно–магниевых солей.
11. Каменная соль с пропластками терригенных пород.
5.3 Требования к промывочным жидкостям при бурении пород различных категорий.
Первый интервал 0-30 м. Данный интервал относится к первой группе пород.
Второй интервал 30-306 м. Данный интервал относится к шестой группе пород;
Третий интервал 306-449 м. Данный интервал относится к шестой группе пород;
Четвертый
интервал 449-733м. Данный интервал относится
к шестой группе пород;
Пятый интервал 733-837 м. Данный интервал относится к шестой группе пород;
Шестой интервал 837-1119 м. Данный интервал относится к шестой группе пород ;
Седьмой интервал 1119-1229 м. Данный интервал относится к четвертой и пятой группе пород ;
Восьмой интервал 1229-1811 м. Данный интервал относится к шестой группе пород ;
Девятый интервал 1811-1903 м. Данный интервал относится к первой группе пород ;
Таблица 5.1 - Классификация и характеристика осадочных горных пород
№ п/п |
Литологический состав пород |
Растворимость в воде, способность коагулировать глинистый раствор |
Способность сохранять прочность и устойчивость стенок скважины при контакте с водной промывочной жидкостью |
Способность образовывать с водой устойчивые тиксотропные дисперсные системы |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
I |
Обломочные несцементированные породы: пески, гравий, галечник и т.п. (10-99м; 1811-1903м) |
Нерастворимы |
Неустойчивы |
Устойчивых дисперсных систем не образуют |
II |
Обломочные многолетнемерзлые породы |
Лед, цементирующий породу, растворим в промывочной жидкости |
Теряут связность и прочность при таянии цементирующего льда |
Устойчивых дисперсных систем не образуют |
III |
Преслаивание песчаноглинистых пород (10-179м; ) |
Нерастворимы |
Глинистые породы разупрочняются при контакте с водной промывочной жидкостью. Устойчивость ствола в целом зависит от соотношения песчаных и глинистых пород и характера их чередования |
Глинистые породы образуют с водой устойчивые тиксотропные дисперсные системы |
IV |
Глины (0-10м; 743-794м; 1768-1821) |
Нерастворимы |
Разупрочняются при контакте с водной промывочной жидкостью. Неустойчивы |
Образуют устойчивые тиксотропные дисперсные системы с водой |
V |
Аргиллиты |
Нерастворимы |
Разупрочняются при контакте с водной промывочной жидкостью. Неустойчивы |
Устойчивых дисперсных систем не образуют |
VI |
Известняки, доломиты, песчаники(179-743м; 794-1129м; 1148-1768м) |
Нерастворимы |
Прочные и устойчивые |
Устойчивых дисперсных систем не образуют |
VII |
Мел писчий |
Нерастворимы |
Способен к набуханию и сужению ствола скважины |
При высокой объемной концентрации твердой фазы может образовывать малоустойчивые дисперсные системы |
VIII |
Гипсы, ангидриты |
Растворимы в воде. Са вызывает коагуляцию глинистого раствора |
При контакте с промывочной жидкостью не теряют прочности и устойчивости |
Устойчивых дисперсных систем не образуют |
IX |
Каменная соль без инородных пропластков |
Растворимы в воде. Коагулирует глинистый раствор |
Разупрочняются при контакте с водной промывочной жидкостью. Способна к пластическому течению |
Устойчивых дисперсных систем не образуют |
X |
Каменная соль с пропластками калийно-магниевых солей |
Растворимы в воде. Калийно-магниевые соли растворимымы в насыщенном растворе хлорида натрия. Коагу-лирует глинистый рас-р |
Разупрочняются при контакте с водной промывочной жидкостью. Породы способны пластически деформироваться |
Устойчивых дисперсных систем с водой не образуют. При взаимодействии со щелочью хлорид магния может образовывать частицы конденсированной твердой фазы. |
XI |
Каменная соль с пропластками глинистых пород |
Растворимы в воде. Коагулирует глинистый раствор |
Разупрочняются при контакте с водными промывоч-ными жидкостями. Соль способна к пластическому течению; глины – к обвалам. |
Глинистые породы могут образовывать с водой дисперсные системы, обладающие достаточной устойчивостью при высокой объемной концентрации твердой фазы |
Породы I группы (0-30 м; 1811-1903 м)
При бурении пород
этой группы основным требованием к
промывочной жидкости является способность
укреплять породы на стенках скважины.
Промывочная жидкость должна иметь
хорошие коркообразующие свойства для
создания на стенке скважины прочной
фильтрационной корки, укрепляющий
ствол. Промывочная жидкость должна
обладать хорошими тиксотропными
свойствами, необходимыми для создания
в кавернах «тиксотропной рубашки»,
задерживающей описание рыхлой породы.
Породы II группы
Основным требованием к промывочной жидкости при бурении пород этой группы является минимальная способность вызывать таяния льда, цементирующего породы.
Породы III группы (99-179м)
Основным требованием при бурении пород этой группы являются:
– обеспечение устойчивости стенок скважины в глинистых породах;
– предотвращение в интервалах проницаемых песчаных пород затяжек и прихватов бурильной колонны, обусловленных действием дифференциального давления.
Промывочная жидкость должна иметь хорошие коркообразующие свойства для предотвращения образования толстой корки в интервалах проницаемых пород. Она должна быть лишена явно выраженной способности разупрочнять глинистые породы.
Породы IV группы (0-10м; 743-794м; 1768-1821)
Основными требованиями к промывочной жидкости при бурении глинистых пород являются:
- обеспечение устойчивости стенок скважины, для чего буровой раствор должен обладать способностью сильно замедлять или полностью предотвращать гидратацию, увлажнение и разупрочнение пород; допускать, при необходимости, утяжеление;
- предотвращение интенсивного загустевания бурового раствора за счет диспергирования обломков выбуренной породы до частиц коллоидных размеров, для чего промывочная жидкость должна обладать сильной ингибирующей способностью.
Породы V группы
При бурении в аргиллитах основное требование – обеспечение устойчивости стенок скважины, для чего промывочная жидкость не должна оказывать разупрочняющего действия на породу. Желательно, чтобы промывочная жидкость оказывала крепящее действие на стеки скважины. Водоотдача бурового раствора должна быть небольшой. При циркуляции эрозионное действие его на стенки скважины должна быть минимальным.
Породы VI группы (179-743м; 794-1129м; 1148-1768м)
При бурении пород этой группы требования к промывочной жидкости минимальны, и основным является обеспечение высоких показателей работы долот.
Породы VII группы
Промывочная жидкость должна быть устойчивая к агрессивному действию катионов кальция.
Породы VIII группы
Промывочная жидкость должна предотвращать возникновение затяжек и прихватов бурильной колонны, вызванных сужением ствола и действием дифференциального давления. Для этого она должна иметь малую водоотдачу.
Породы IX группы
Промывочная жидкость в забойных условиях не должна растворять галит; должна быть устойчивой к агрессивному действию хлорида натрия. При необходимости она должна допускать утяжеление.
Породы X группы
Промывочная жидкость должна при забойных условиях иметь минимальную растворяющую способность по отношению к хлоридам магния, калия и натрия. Она должна быть устойчива к агрессивному действию этих солей. При необходимости промывочная жидкость должна допускать утяжеление.
Породы XI группы
Промывочная
жидкость должна при забойных условиях
иметь минимальную растворяющую
способность по отношению к хлориду
натрия. Она должна быть устойчивой к
агрессивному действию хлорида натрия,
допускать утяжеление. Промывочная
жидкость должна способствовать сохранению
устойчивости стенок скважины в глинистых
породах.
Поскольку для каждой группы горных пород характерны специфические требования к промывочной жидкости, выделим участки разреза скважины, сложенные породами одной группы как самостоятельные технологические интервалы.