1.2 Недостатки традиционных способов ликвидации катастрофических поглощений бурового раствора

Наиболее сложный и трудноликвидируемый вид поглощений промывочной жидкости – это катастрофические поглощения с наличием двух и более интервалов с существенно отличающимися коэффициентами аномальности пластового давления, а также имеющие гидродинамическую связь между собой.

Основным условием для снижения интенсивности катастрофического поглощения, либо полной его ликвидации, является устранение гидродинамической связи между дефектами горной породы, т.е. создание благоприятных условий для того, чтобы применяемый тампонажный материал оставался в приствольной зоне поглощающего пласта и формировал непроницаемый экран. Создание таких условий реализацией только лишь одного из перечисленных способов изоляции практически невозможно. Так, при доставке точно подобранного кольматанта в поглощающий пласт происходит его временная изоляция, но при отсутствии качественного закрепления кольматанта в порах и трещинах пласта со временем он размывается, увеличивая интенсивность поглощения. Это связано с тем, что в пласте присутствует гидродинамическая связь между дефектами и при попадании в поглощающий интервал тампонажная смесь разбавляется пластовой водой либо поглощается, не формируя на границах пор и трещин пласта прочного камня.

Следует отметить, что сложность ликвидации катастрофических поглощений значительно увеличивается при наличии в разрезе горных пород крупных карстовых полостей и каверн с крупными трещинами.

В практике строительства скважин и проведения ремонтно-изоляционных работ, в зависимости от первичной интенсивности поглощения и горно-геологических условий, способы ликвидации поглощения промывочной жидкости можно условно разделить на три основных вида:

1. Закачка различного рода кольматирующих пачек на основе:

- применяемого бурового раствора;

- глинистых паст;

- вязких полимерных составов.

2. Закачка отверждаемых составов на основе:

- портландцемента;

- воздушных вяжущих (гипсовое вяжущее, магнезиальное вяжущее);

- различных смол.

3. Применение оборудования локального крепления скважин.

Каждый из вышеперечисленных видов ликвидации поглощений промывочной жидкости имеет существенные недостатки.

Так, например тампонажный раствор на основе широко распространенного в строительстве скважин гидравлического вяжущего – портландцемента, даже с применением эффективных ускорителей, не способен отвечать ряду требований. Портландцемент характеризуется низкой устойчивостью к разбавлению пластовыми водами, вследствие чего стремительно увеличиваются сроки схватывания и снижаются прочностные характеристики цементного камня, который в большинстве случаев не формируется.

Тампонажные растворы на основе воздушных вяжущих способны формировать камень достаточной прочности в технологически необходимые сроки, но времени загустевания такого раствора зачастую не хватает для свободной доставки его в зону поглощающего пласта. Регулирование свойств тампонажного раствора-камня в необходимых пределах весьма затруднительно из-за особенностей влияния известных ускорителей и пластификаторов на процесс гидратации. Таким образом, применение состава на основе воздушного вяжущего возможно лишь на небольших глубинах, при малых сроках доставки тампонажного раствора в скважину.

Отверждаемые смолы, в отличие от вяжущих веществ, обладают высокой текучестью, гидрофобностью и стойкостью к разбавлению пластовыми водами, что теоретически позволяет получить требуемый результат изоляционных работ с высокой степенью вероятности. Однако отверждаемые смолы требуют очень тщательного подбора рецептуры, так как скорость формирования цементного камня существенно зависит от давления, температуры в разрезе и температуры окружающей среды, а поскольку интервалы катастрофических поглощений являются слабоизученными и точно определить термобарические условия не представляется возможным, следовательно, обеспечить максимально высокую эффективность применения смол затруднительно. Кроме того, процесс изоляции зон поглощения с использованием смол предусматривает применение специальных растворителей для промывки оборудования и спецтехники, что делает технологический процесс небезопасным. Стоимость материалов для изоляционных работ с применением смол также существенно отличается от материалов на основе вяжущих веществ в большую сторону. Таким образом, несмотря на явные преимущества в эксплуатационных свойствах смол, применение их в качестве материалов для изоляции зон поглощений не получило широкого распространения.

Альтернативой по принципу действия описанным выше способам ликвидации катастрофических поглощений является применение оборудования локального крепления скважины. Эффективное и простое, на первый взгляд, технологическое решение требует дополнительной подготовки ствола скважины, применения специального оборудования и соблюдения очень жестких требований к выше - и нижерасположенным интервалам. Даже при успешной установке оборудования локального крепления скважин (ОЛКС) в интервале его установки могут возникнуть осложнения, связанные с механическим заклиниванием компоновки, негерметичностью «головы» и «башмака» ОЛКС, риском нарушить герметичность ОЛКС при механическом повреждении его элементами компоновки.

Конечно, все описанные осложнения с ОЛКС не закономерность, но при проведении работ в осложненных условиях, которыми и являются условия катастрофических поглощений, вероятность их возникновения очень высока.

Таким образом, положительный результат при проведении работ по изоляции интервалов катастрофических поглощений может быть достигнут реализацией ряда технико-технологических решений:

1. Применением кольматанта необходимого размера и формы.

2. Закреплением кольматанта в дефектах горной породы качественно подобранными тампонажными составами.

В связи с этим, специально для условий интенсивных и катастрофических поглощений были разработаны тампонажные смеси на основе латексов.