52. Горно-геологические характеристики разреза, влияющие на возникновение осложнений их предупреждение и ликвидация.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОСЛОЖНЕНИИ

Осложнение в бурении — это технологическая ситуация, которая нарушает нормальный ход процесса бурения скважины. Основные причины осложнений:

сложные горно-геологические условия бурения в отдельных горизонтах (аномально высокие или низкие пластовые давления, неблагоприятные характеристики пластовых флюидов, наличие неустойчивых или растворимых пород и Др.);

несоответствие информационного обеспечения о горно-геологических

условиях фактическим данным;

несоответствие технического проекта на бурение скважины и прежде всего ее конструкции горно-геологическим условиям бурения;

К осложнениям относят:

поглощение технологической жидкости (бурового и тампо-

нажного растворов);

флюидопроявления (газонефтеводопроявления);

нарушение целостности стенок скважины (образование каверн,

желобов, сужение ствола);

прихваты колонны труб.

Поглощение бурового или тампонажного раствора

Причина — нарушение равновесия гидравлического давления в скважине Р с и поглощающем пласте {р], приводящее к уходу технологической жидкости в пласт при Pс > [ р ] - Проницаемость

пласта соответствует его естественному состоянию или сформировалась из-за гидроразрыва. Разновидности поглощений: частичное поглощение (статический уровень жидкости в скважине на устье или ниже устья — hст>0, динамический уровень при промывке на устье hд = 0 , расход

вытекающей из скважины жидкости Qв > 0 ) ; полное поглощение (hст>0, hд>0, Qв = 0).

Предупреждение В перечень технологических факторов, от регулирования которых зависит

эффективность профилактики поглощений, можно включить: управление показателями свойств бурового раствора (плотность, статическое напряжение сдвига, реологические свойства

и д р . ) ; изменение (уменьшение) проницаемости поглощающего пласта;

Ликвидация поглощений обеспечивается:

тампонированием каналов ухода твердеющими и нетвердеющими пластичными смесями, т. е. путем создания экрана в породе вокруг скважины;

установкой трубы или оболочки на стенке скважины;

формированием экрана в стенке скважины из самой горной породы, например путем ее оплавления и образования керамической трубы.

Флюидопроявление (газонефтеводопроявление)

Причина—нарушение равновесия гидравлического давления в скважине Рс и проявляющем пласте Рфп, приводящее к поступлению флюида из пласта в скважину при Рс<Рфп Проницаемость пласта соответствует его естественному состоянию или усилена гидроразрывом; флюидонасыщение — естественное.

Разновидности проявлений: газопроявление (основная часть флюида — пластовый газ или смесь различных газов); нефтепроявление (основная часть флюида — нефть); водопроявление (основная часть флюида — пластовая вода той или иной степени минерализации); смешанное флюидопроявление (в скважину поступает смесь различных флюидов, из которых хотя бы два флюида примерно в равных количествах, сумма которых составляет большую часть общего количества поступившего флюида).

Предупреждение Профилактика проявлений при бурении скважин обеспечивается применением комплекса технико-технологических мероприятий. Это выбор рациональной конструкции скважины, регулирование свойств бурового раствора, управление гидродинамической обстановкой в скважине при выполнении технологических операций, изменение проницаемости проявляющего пласта и др.

Ликвидация Ликвидация возникшего флюидопроявления состоит в удалении из скважины поступившего в нее флюида. Наиболее сложная ситуация имеет место при газопроявлении. В практике бурения скважин используют ряд методов, которые можно разделить

на две группы:

удаление флюида при поддержании постоянного давления на

забое скважины (метод плавного глушения);

удаление флюида при изменяющемся давлении на забое скважины.

Методы плавного глушения проявлений наиболее рациональны, так как при их использовании значительно снижается вероятность возникновения других осложнений, связанных с увеличением

давления в скважине.

Нарушение целостности стенок скважины

Причина — нарушение условий механической прочности горных пород на стенке скважины, растепление и фазовое превращение мерзлой породы или растворение хемогенных пород в условиях возможного изменения их механических свойств под влиянием бурового раствора.

Разновидности осложнений: уширение ствола скважины с образованием каверн и желобов (коэффициент кавернозности k> 1); сужение ствола (k<1).

Прихват колонны труб

Причина — нарушение подвижности колонны труб из-за возникновения удерживающей силы Fy и выполнения условия G к +Fy>[G], где Gк — вес колонны труб в жидкости; [G] —допустимая

нагрузка, определяемая прочностью наиболее слабого элемента колонны труб или энергетической возможностью буровой установки.

Разновидности прихватов:

прихват вследствие перепада давления (удерживающая сила образовалась из-за прижатия колонны труб к стенке скважины перепадом давления в скважине и пласте (под трубой), протяженность

интервала прихвата значительна);

прихват в желобной выработке (удерживающая сила образовалась в результате затягивания колонны труб в желоб, протяженность интервала прихвата определяется размерами желоба); прихват вследствие заклинивания колонны труб (удерживающая сила образовалась из-за обвала горных пород, оседания шлама, спуска полноразмерного инструмента в суженную часть скважины, сальника на колонне труб, попадания в скважину с устья или из стенки различных предметов и др.),;

прихват в результате сочетания различных факторов (удерживающая сила образовалась или с течением времени сформировалась за счет перепада давления и обвала горных пород, заклинивания и перепада давления и т. п.).

Профилактика прихватов предусматривает:

установление прихватоопасных интервалов;

выбор рациональной конструкции бурильной колонны, и прежде всего КНБК;

уточнение и проверку соответствия проектных технологических решений бурению скважины при наличии прихватоопасных ситуаций (параметры режима бурения; вопросы технологии: частота проработок, промежуточные промывки, скорость спуска при СПО и др.; очистка бурового раствора; герметичность колонны и т. п.);

материально-техническое обеспечение буровой;

организованные мероприятия (квалификация и обучение буровой бригады и д р . ).

В перечне профилактических мероприятий большое внимание должно быть уделено технологическим свойствам бурового раствора: плотности, реологическим характеристикам, фильтрации и коркообразованию;

Ликвидация, классификация: 1. Физико-химические способы основаны на закачке в зону прихвата порций специальных жидкостей (так называемые жидкостные ванны), которые ослабляют или устраняют удерживающую силу путем химического растворения, разжижения или других воздействий или их комбинации.

2. Гидравлические способы базируются на изменении прежде всего гидравлического давления в зоне прихвата путем регулирования гидростатической составляющей давления или формирования гидравлических импульсов и волн в столбе бурового раствора (в трубах и затрубном пространстве).

3. Механические способы основаны на создании квазистатических (расхаживание инструмента и отбивка ротором), вибрационных или ударных нагружений (в том числе и за счет взрыва), на бурильную колонну, которые действуют на зону прихвата. Расхаживание инструмента и отбивку ротором не считают самостоятельным способом.

4. Комбинированные способы — например, сочетание физико-химического воздействия с механическим и т. п.