- •Розділ 7
- •7. 1 Основні поняття і визначення
- •7.2 Тиск в свердловині і навколостовбурному просторі
- •Гірський (геостатичний) тиск, Ргс – тиск, обумовлений вагою вищезалягаючих гірських порід
- •Гідростатичний тиск. Тиск в свердловині, що створюється стовпом бурового розчину, називається гідростатичним Ргст, і може бути визначено з виразу
- •Поровий тиск - це тиск, що створюється флюїдом (вода, газ, нафта або їх суміш) на стінки пор гірської породи.
- •Якщо диференціальний тиск менше 0, то такий процес називається бурінням з депресією на пласт.
- •Тиск гідророзриву породи, Ргр– тиск в свердловині (Рс − гідростатичний плюс гідродинамічний, динамічний), при якому відбувається розрив масиву породи і утворення в ній штучних тріщин.
- •− Глина з прошарками пісковиків 0,33-0,4
- •7.3.1 Осипання та обвалювання стінок свердловини
- •Основні причини осипань та обвалювань стінок свердловини:
- •Характерними ознаками осипань і обвалювання порід є:
- •Негативні наслідки від осипань і обвалювання порід наступні:
- •Очевидно, що для попередження нестійкості стінок свердловини, необхідно понизити вплив чинників, що приводять до цього.
- •Ліквідація осипань і обвалювань порід:
- •7.3.2 Ускладнення при бурінні вічномерзлих порід
- •7.3.3 Звуження стовбура свердловини
- •Причини звуження стовбура свердловини:
- •Ознаками звуження стовбура свердловини є:
- •Негативні наслідки від звуження стовбура свердловини:
- •Заходи попередження звуження стовбура свердловини
- •7.3.4 Особливості буріння в сольових відкладеннях
- •Для попередження ускладнень, пов'язаних з пластичною текучістю солей, необхідно:
- •Ліквідація звуження стовбура свердловини
- •7.3.5 Жолобоутворення
- •Характерні ознаки:
- •Наслідки:
- •Заходи щодо попередження жолобоутворення наступні:
- •7.4 Поглинання бурового розчину
- •Під поглинанням розуміються неконтрольований процес відтоку розчину в природні або штучно створені канали у стінках свердловини.
- •Основні ознаки поглинання наступні:
- •По інтенсивності поглинання підрозділяються на:
- •Негативні наслідки від поглинання:
- •7.4. 1 Методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Геофізичні методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Гідродинамічні методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Прямі методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •7.4.2 Попередження поглинань
- •7.4.3 Ліквідація поглинань
- •Ліквідація поглинань за допомогою тампонажних сумішей
- •Способи доставки тампонажних сумішей в зону поглинання
- •Технічні засоби, використовувані для підвищення ефективності тампонажних робіт
- •Ліквідація поглинань за допомогою вибуху
- •7.5 Газонафтоводопрояви
- •7.5.1 Причини флюїдопроявів
- •(З часом) на випадок осідання твердої фази розчину
- •Меншою густиною, ніж густина бурового розчину
- •І в'язкої (в, г) рідин при переміщенні колони труб у свердловині
- •7.5.2 Поведінка газу в буровому розчині
- •7.5.3 Основні ознаки гнвп
- •7.5.4 Попередження газонафтоводопроявів
- •7.6 Обладнання устя свердловини
- •7.6.1 Колонні головки
- •7.6.2 Схеми монтажу оп
- •7.6.3 Превентори
- •7.6.3.1 Плашковий превентор
- •9 10 1−Корпус;2−ущільнення кришки;3−гвинт;4−бокова кришка превентора;5−привідний гідроциліндр;
- •6−Поршень; 7,8−маслопроводи; 9−гумове ущільнення плашки;10−корпус плашки;11−шток
- •7.6.3.2 Універсальний превентор
- •1−Кришка; 2−ущільнювач; 3−корпус; 4−плунжер;5−ущільнювана манжета;6−внутрішня направляюча втулка
- •7.6.3.3 Обертовий превентор (дивертер)
- •7.6.3.4 Внутрішньо-свердловинні перекриваючі пристрої
- •1− Пружина; 2−диск ущільнення клапана; 3− клапан; 4− корпус;
- •7.6.4 Циркуляційна хрестовина
- •7.7 Маніфольд
- •1 − Зворотний клапан; 2 − дросель з гідроприводом; 3 − датчик тиску; 4 − манометр;
- •5 − Буферний резервуар; 6 − засувка з ручним приводом; 7 − дросель з ручним приводом;
- •8 − Хрестовина; 9 − корінна засувка з гідроприводом
- •Дросель з дистанційним управлінням
- •1 − Труба для відведення газу;2 − відбивач; 3 − кожух верхній;4 − тарілка; 5 − кожух нижній;
- •6 − Днище; 7 − фланець глухий; 8 − кран;9 − труба;10 − фланець
- •7.8 Керування оп
- •7.9 Запобігання газонафтоводопроявам і відкритому фонтануванню свердловин
- •При перфорації, освоєнні і дослідженні свердловин та геофізичних роботах
- •7.9.8 При бурінні, спо, промиванні та інших технологічних процесах з метою запобігання газонафтоводопроявам і відкритому фонтануванню свердловин необхідно враховувати ще й наступне:
- •Свердловини з глибини 3500м з відкритим устям
- •7.10 Дії бурової бригади при проявах
- •7.11 Методи ліквідації проявів
- •7.11.1 Загальні принципи
- •7.11.2 Закриття свердловини
- •7.11.2.1 При бурінні свердловини
- •7.11.3 Спостереження за тиском закритої свердловини
- •Свердловини (випадок припливу газу із пласта з доброю проникністю)
- •7.11.4 Перші розрахунки після виникнення прояву флюїду
- •Вимірювання Рбк1 у разі наявності зворотного клапана в колоні труб
- •Оцінка ризику гідророзриву пласта при закритті свердловини
- •Визначення запасу безпеки Ррепр
- •Основний принцип управління свердловиною
- •Основи створення вибійного тиску Рвиб
- •Основи управління вибійним тиском Рвиб
- •Прийоми управління флюїдопроявом
- •Циркуляція при сталому режимі роботи насосів
- •Зупинка циркуляції
- •Тиск нагнітання насосів
- •7.11.5 Характеристика методів глушіння проявів
- •Метод бурильника
- •А) Відновлення циркуляції
- •Б) Видалення газу з свердловини
- •Тиск в кільцевому просторі Ркп в процесі вимивання газу
- •В) Нагнітання бурового розчину з необхідною густиною
7.4.3 Ліквідація поглинань
При виникненні поглинань бурового розчину перш за все необхідно визначити спосіб ліквідації.
В даний час на практиці застосовуються такі способи ліквідації поглинань:
• з використанням наповнювачів;
• за допомогою тампонажних сумішей;
• вибухом.
Загальні рекомендації по застосуванню того або іншого способу (залежно від інтенсивності поглинання і характеристики поглинаючого пласта) зводяться до наступних:
• у поглинаючих горизонтах, представлених пористими і тріщинними (з невеликим розкриттям тріщин) гірськими породами, і при частковому поглинанні переважно застосовують різні наповнювачі, які добавляють до бурового розчину;
• при повних поглинаннях великої інтенсивності в тріщинних породах, схильних до осипань та обвалювань, рекомендується використовувати різні тампонажні суміші;
• при катастрофічних поглинаннях, коли інші методи малоефективні, може бути використаний вибух, або в зону поглинань встановлюють спеціальні перекривачі.
На практиці можливе поєднання різних з цих методів. Так, наприклад, в поглинаючий горизонт спочатку намивається наповнювач, а потім тампонажна суміш; у тампонажну суміш вводяться різні наповнювачі; вибух заряду ВР проводиться в тампонажній суміші.
Ліквідація поглинань за допомогою наповнювачів
Цей спосіб ліквідації поглинань є достатньо ефективним і таким, що не вимагає великих додаткових витрат засобів і часу. Його суть полягає в тому, що в буровий розчин вводяться наповнювачі − інертні речовини з відповідними розмірами і формою частинок. В процесі буріння ці частинки проникають в канали відходу розчину і перекривають їх.
Як наповнювач може бути використаний практично будь-який матеріал, що складається з частинок порівняно малих розмірів, при введенні яких в буровий розчин, він може прокачуватися насосом. В даний час в літературі описано застосування більше 700 видів наповнювачів.
Найбільш відомі з них − тирса різних матеріалів, стружка, торф, порізана солома, гумова крихта, відходи переробки бавовни, роздроблена шкаралупа горіхів, слюда, азбест, порізане куряче пір'я, шкіра – горох, риб'яча луска і т.д.
Всіх наповнювачів можна підрозділити на три групи:
− волокнисті (найбільш ефективні при закупорюванні піщаних і середній зернистості гравієвих пластів, дрібних тріщин);
− пластинчасті (рекомендується використовувати в грубозернистому гравії і тріщинних породах з розкриттям тріщин до 2,5 мм);
− зернисті (використовуються для закупорки крупніших тріщин).
У реальних випадках рекомендується використовувати комбінацію різних наповнювачів.
Ліквідація поглинань за допомогою тампонажних сумішей
Тампонажні суміші – це суміші, які потрапляючи в канали відходу бурового розчину, перекривають їх, а потім втрачають рухливість.
Загальні вимоги до тампонажних сумішей зводяться до наступних:
збереження доброї текучості під час закачування та протискування;
можливість регулювання термінів тужавіння;
малий опір при русі в трубах і великий в тріщинах;
стійкість до рідин, яким заповнені пласти;
стабільність при тиску і температурах свердловин;
довговічність, міцність, не токсичність, дешевизна.
Всі різноманіття використовуваних в даний час тампонажних сумішей можна підрозділити на наступні види:
суміші на основі неорганічних терпких матеріалів (цемент, гіпс, алебастр);
суміші на основі макромолекулярних з'єднань (фенолоформалдегидні, мочевиноформалдегидні, епоксидні смоли, гіпан, ПАА);
суміші на основі латексів;
бітумні суміші;
- тужавіючі глинисті розчини.
В даний час в переважній більшості випадків для ізоляції поглинаючих горизонтів використовуються тампонажні суміші на основі цементу. Це пов'язано з тим, що такі матеріали досяжні, є необхідна техніка (цементнозмішувальні машини, цементувальні агрегати) для приготування сумішей і доставки її в свердловину. Терміни тужавіння суміші регулюються в широких межах від декількох хвилин (суміші ШТС, що тужавіють досить швидко) до декількох годин.
Як прискорювач тужавіння (схоплювання) найчастіше використовується хлорид кальцію СаСl2. Для цих цілей можуть бути застосовані куховарська сіль NaCl, кальцинована сода Na2CO3, каустична сода NAOH та ін. Концентрація прискорювачів коливається в межах від 2 до 10 %.
Найбільш поширеними сповільнювачами процесу тужавіння є триполіфосфат натрію, КМЦ, ССБ в концентрації до 1 %.
Для зниження вартості робіт в суміші вводитися наповнювачі (бентоніт, пісок і ін.) в кількості до 50 %. Наповнювачі також покращують закупорку каналів відходу бурового розчину і знижують текучість тампонажних сумішей. Деякі з них підвищують міцність цементного каменя. Замість цементу можуть бути використані гіпс, алебастр, але частіше їх суміш з цементом. В цьому випадку терміни тужавіння дуже малі, що важливе при інтенсивних поглинаннях.
Неорганічні терті матеріали можуть приготовлятися на вуглеводневій рідині (найчастіше дизельному паливі). Це виключає схоплювання сумішей в трубах при її доставці в зону поглинання. У свердловині дизельне паливо заміщається водою і відбувається схоплювання суміші. Для полегшення відділення дизельного палива в суміш вводять ПАВ до 1 %. Використовуються наповнювачі.
