- •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
Ліквідація осипань і обвалювань порід:
• знизити показник фільтрації до мінімального значення;
• переходити на інгібовані промивні рідини, гідрогелі або рідини на вуглеводневій основі з мінералізованою водною фазою;
• збільшити густину промивної рідини до рівня, достатнього для збереження стійкості стінок свердловини.
• при повній втраті циркуляції ні в якому випадку не можна звільняти інструмент методом розходження чи викручування, а спочатку необхідно відновити циркуляцію (можна одним насосом на одному клапані, двох, трьох клапанах і т.д.) і тільки після цього звільняти інструмент.
Якщо ці заходи не дають результату, то використовують спеціальні способи зміцнення гірських порід. До їх числа відносяться:
• цементація;
• смолізація;
• бітумування;
• силікатування;
• електрохімічна обробка порід;
• термообробка;
• заморожування.
Цементація найбільш ефективна в тріщинуватих скельних і піщаногравійних породах. Цементний розчин закачується через труби з обов'язковою установкою пакера над зоною цементування для протискування суміші в тріщини під тиском до 20 МПа. Ширина тріщин повинна бути не меншого 0,1 мм, інакше цемент фільтрується. Необхідно враховувати мінералізацію підземних вод і застосовувати відповідні типи цементів. Можуть бути використані цементно- глинисті розчини з добавкою пластифікаторів. Вони володіють більшою рухливістю, хоч і декілька меншою міцністю після схоплювання.
При смолізації використовуються фенолформальдегидні і мочевиннофор- мальдегидні смоли з затверджувачами, які також під тиском закачуються в гірську породу. Смоли володіють хорошою адгезією.
Бітумування може бути використане в двох варіантах – гаряче і холодне. Гаряче бітумування здійснюється так само, як і при ліквідація поглинання бурового розчину. При холодній в якості бурового розчину використовують бітумні емульсії з додаванням глини, цементу. Бітум проникає в тріщини, пори, стабілізує породи і утворює еластичну тонку плівку на стінках свердловини. Бітум стійкий до вод пластів будь-якого типу мінералізації. Найбільш ефективне бітумування в карбонатних породах там, де в обмінному комплексі присутній кальцій.
Силікатування найбільш ефективне в зміцненні пісків. При двошаровому силікатуванні в породу по черзі нагнітається силікат натрію (Na2 SiO3) і розчин хлористого кальцію (Ca Cl2). При їх взаємодії утворюється гель, що скріпляє породу. При односторонньому силікатуванні в свердловину нагнітається силіказоль, який також переходить в гель. Відомі випадки установки силікатних ванн з метою закріплення стінок свердловини. Рідина ванни складається з силікату натрію до 10 %, та КМЦ до 2 %. Витримка ванни доходить до 3 діб.
Електрохімічне зміцнення полягає в тому, що через гірську породу пропускається постійний електричний струм у поєднанні із застосуванням тампонажних сумішей. Під дією еклектичного поля відбуваються електроліз, електроосмос, елекрофорез, обмінні реакції. Зрештою утворюються кристалічні малорозчинні агрегати, що зв'язують частинки гірської породи між собою.
Термічна обробка найбільш ефективна в глинистих породах і можлива тільки в «сухих» свердловинах. В цьому випадку в зону нестійких порід нагнітається повітря з температурою 600‑900°С, або в свердловину закачується пальне. В результаті термічної дії порода набуває властивостей цеглини.
За сприятливих умов можливо заморожування гірських порід шляхом прокачування по свердловині охолодженого насиченого розчину куховарської солі.
Проте всі ці заходи, як правило, тимчасові. Тому після проходки інтервалів, схильних до осипань (обвалювань), опускається проміжна колона обсадних труб.