Прихват вследствие дифференциала давлений Борьба с поглощением бурового раствора
Использование высококачественного материала для борьбы с поглощением бурового раствора с правильно заданным гранулометрическим составом обеспечит эффективное закупоривание пористых песков и минимизацию проникновения фильтрата и цельного бурового раствора, образования глинистой корки, потерь на утечку, прихвата при дифференциале давлений и повреждения пласта.
Оптимальные концентрации материалов для борьбы с поглощением бурового раствора можно установить при проведении испытаний с помощью аппарата для измерения закупоривания частицами и вискозиметра Фанна 90, чтобы определить сочетания продуктов, которые могут обеспечить минимальную мгновенную водоотдачу и потери жидкости. Очень важно закупорить и закрыть поровые пространства при первоначальной мгновенной потере фильтрата. Это минимизирует потери фильтрата и образование глинистой корки.
Динамическую фильтрацию можно оценивать в лаборатории при различных условиях. К таким изменяющимся условиям относится скорость сдвига, давление, температура и проницаемость фильтрующей среды. Испытания проводятся с использованием фильтрующих дисков, выбранных таким образом, чтобы их размеры пор соответствовали размерам пор для реального коллектора. В идеальном случае испытания должны быть закончены достаточно заблаговременно, чтобы до бурения интервалов песков можно было провести обработку и испытать рабочую систему с целью подтверждения лабораторных результатов.
Закупоривающие материалы
BARACARB представляет собой закупоривающий материал на основе имеющего подобранный гранулометрический состав растворимого в кислотах чистого молотого мрамора (карбоната кальция), который используется в составе буровых растворов для эффективного закупоривания пористых песков с минимизацией образования глинистой корки, что предотвращает прихватывание при перепаде давлений с одновременным контролем проникновения фильтрата / цельного бурового раствора, потерь на утечку и повреждения пласта.
Входящие в состав продукта BARACARB частицы мрамора противостоят фрикционному износу при сдвиге / динамических условиях в скважине, при этом они обеспечивают закупоривание поверхности ствола скважины, а не распадаются на частицы меньших размеров, которые могут проникать в пласт, что делает их удаление и окисление более сложным. Выпускается много марок продукта, что позволяет получить очень хорошую гибкость в отношении распределения размеров частиц.
Продукт BAROFIBRE также может использоваться для предотвращения прихвата колоны при перепаде давлений во время бурения интервалов коллектора с низким пластовым давлением. Добавление продукта BAROFIBRE может уменьшить проницаемость пласта на поверхности ствола скважины, минимизировать образование глинистой корки и потенциала возникновения прихватывания при перепаде давлений. Закачивание пачки раствора с продуктом BAROFIBRE перед подъемом бурильной колонны до спуска в скважину обсадной колонны поможет предотвратить прихватывание обсадной колонны в истощенных песках.
Если бурение ведется не в интервалах коллектора, также может использоваться продукт STEELSEAL. В связи с элластичным характером его частиц, в лабораторных условиях и при практическом применении было продемонстрировано, что закупоривающий материал STEELSEAL будет лучше выдерживать колебания давления в скважине, так как частицы материала будут деформироваться и заклиниваться в отверстиях пор.
Использование конкретных закупоривающих материалов и материалов для борьбы с поглощением бурового раствора должно быть обсуждено с оператором, прежде чем эти материалы будут применяться для интервала коллектора.
Качество глинистой корки
Важно поддерживать номинальный диаметр ствола скважины посредством получения тонкого слоя глинистой корки, которая должна обладать некоторыми смазывающими свойствами. Кроме того, глинистая корка должна подвергаться эрозии при переходе процесса фильтрации из статического обратно в динамическое состояние. Для получения данных характеристик требуется, чтобы продукты фильтрации имели правильный гранулометрический состав, были деформируемыми, подвергались сдвигу и имели смазывающие свойства. Данным требованиям отвечают такие гидратированные твердые материалы, как промышленно выпускаемый бентонит и полимеры; однако, этим требованиям не отвечает буровой шлам, и его содержание в любое время должно быть минимальным.
Уменьшение избыточного гидростатического давления
Плотность бурового раствора, реологические характеристики флюида и скорость закачивания можно задавать для уменьшения любого избыточного гидростатического давления, однако, этого никогда нельзя добиваться за счет ухудшения очистки ствола скважины. Для этой цели необходимо принимать меры для уменьшения содержания шлама в стволе скважины и уменьшения веса в кольцевом пространстве до возможного минимального значения, при этом для бурения интервалов песков в скважину закачиваются пачки чистящего раствора. Потери на утечку служат признаком избыточного гидростатического давления в проницаемом пласте, в этом случае необходимо будет обсудить с оператором варианты действий.
Методы бурения
Как и для многих других потенциальных проблем, для предотвращения прихватывания при перепаде давлений очень важным является использование правильных методов бурения и выполнения спускоподъемных операций. Очень важно расширять любые суженные участки скважины и не допускать, чтобы бурильная колонная оставалась неподвижной в течение любого периода времени. При бурении проницаемого интервала при избыточном гидростатическом давлении очень важным является поддержание связи между всем буровым персоналом. В состав компоновки низа бурильной колонны должны включаться бурильные ясы.
Предотвращение и устранение механического прихвата
Описанные ниже действия должны выполняться в применимых случаях для уменьшения вероятности возникновения механического прихватывания:
Необходимо записать глубину нахождения мест сужения скважины, величину и глубину мест возникновения избыточного натяжения колонны. Если при выполнении двух последовательных подъемов из скважины будет иметься общее место сужения, и избыточное натяжение колонны при втором подъеме будет больше, чем при первом, это может указывать на образование желоба в стенке ствола скважины. Рассмотрите необходимость использования при следующем подъеме из скважины расширителя для сглаживания желоба.
При подъеме или спуске бурильной колонны не прикладывайте значительные усилия при ее прохождении через место сужения. Рассмотрите возможность использования циркуляции, вращения и расхаживания колонны при прохождении через место сужения. В соответствии с эмпирическим правилом, если вес колонны при ее спуске на место сужения равен 100 000 фунтам, для освобождения колонны может потребоваться в три раза большее усилие.
Обеспечьте использование оптимальных гидравлических характеристик.
При больших диаметрах ствола скважины используйте в необходимых случаях контролируемые скорости проходки.
Пикообразное долото имеет несколько другие размеры и конфигурацию по сравнению с долотом для крепких грунтов. Необходимо проявлять осторожность при спуске буровой колонны в скважину после замены долота одного типа на другой.
Во всех возможных случаях в состав бурильной колонны должны включаться ясы.
Образование желоба в стенках ствола скважины
После образования желоба в стенке ствола скважины необходимо расширить часть скважины с малым диаметром в достаточной степени, чтобы через нее могли проходить все части бурильной колонны. Для этой цели используются различные инструменты, называемые расширителями для сглаживания желоба. На скорость образования желоба в стенке наклонной скважины влияет тип пласта, натяжение колонны, вращение колонны и частота выполнения спускоподъемных операций. В случае повышения смазывающих характеристик бурового раствора, бурильная колонна будет медленнее погружаться в стенку ствола скважины. Для уменьшения вероятности образования желоба в стенке ствола наклонной скважины рекомендуется использовать смазочные средства.
Зашламовывания
Для предотвращения прихватывания бурильной колонны вследствие зашламовывания необходимо в первую очередь учитывать следующее:
Поддерживайте достаточный расход и реологические характеристики, которые должны быть согласованы со скоростью проходки, чтобы обеспечить достаточную очистку скважины.
В наклонных скважинах сильной интенсивности необходимо проявлять пристальное внимание к реологическим характеристикам нижней части, чтобы избежать образования отложений шлама.
Самое большое влияние на очистку ствола скважины оказывает значение расхода и разумная скорость проходки. Реологические характеристики системы бурового раствора будут оказывать ограниченное воздействие. При недостаточном расходе и слишком большой скорости проходки реологические характеристики системы бурового раствора не смогут оказать существенного воздействия.
Если при бурении наклонной скважины выполняется много операций поступательного перемещения колонны, для уменьшения образования отложений шлама необходимо запланировать регулярное проведение вращения буровой компоновки с высокой скоростью.
При начале возникновения проблем с зашламовыванием необходимо прекратить бурение и определить причины зашламовывания, чтобы принять подходящие меры для его устранения. К потенциальным мерам по устранению зашламовывания относятся следующие:
Увеличение расхода бурового раствора
Дополнительное вращение колонны
Контроль скорости проходки
Прокачивание пачек для очистки ствола скважины
Корректировка реологических характеристик бурового раствора
При контролируемом подъеме, вращении или спуске бурильной колонны, и при пуске и остановке насосов, фрагменты породы могут падать к забою скважины, где они будут раздроблены долотом. Во всех возможных случаях производите промывку до подъема бурильной колонны.
Сужение диаметра скважины
Рекомендуется расширить последние 30 метров новой части ствола скважины при спуске в нее бурильной колонны, чтобы компоновка низа бурильной колонны (КНБК) не вдавливалась в часть скважины уменьшенного диаметра. Это особенно важно в тех случаях, когда поднятое из скважины долото имело износ диаметра или если произошло существенное изменение конфигурации КНБК.
Использование техники регулярного выполнения коротких спускоподъемных операций, основанной на учете местных условий и практическом опыте, позволит избежать сужения ствола скважины вследствие набухания пластов.
Ингибирование химически активных сланцев и использование правильной плотности бурового раствора должно уменьшить сужение ствола скважины вследствие набухания сланцев.
Использование подходящих средств регулирования фильтрации и закупоривающих материалов должно улучшить качество глинистой корки и уменьшить ее толщину.
Материалы и системы
Образование желоба в стенках ствола скважины
В серию продуктов компании Бароид входит много смазочных материалов, которые успешно применялись при бурении для уменьшения трения между пластом и бурильной колонной, чтобы снизить вероятность образования желоба в стенках ствола скважины. При этом выбор смазочного материала будет зависеть от его приемлемости для окружающей среды, результатов лабораторных исследований и/или опыта практического использования. В связи с экологическими ограничениями, в настоящее время в России используется три основных смазочных материала на водной основе:
GEM (гликоль)
TORQ-TRIM II
DRIL-N-SLIDE
Glytal
Также могут использоваться твердые гранулы:
STICK-LESS |
Гранулы из сплошного стекла |
TORQUE-LESS |
Гранулы из сплошного стекла |
LUBRABEADS |
Пластиковые гранулы |
Закупоривание
Очистка ствола скважины и суспендирующие характеристики буровых растворов на водной основе могут быть улучшены при добавлении продукта BARAZAN.
Уменьшенный диаметр скважины
Ингибирование набухающих и химически активных пластов поможет повысить устойчивость стенок скважины и уменьшить возможность уменьшения ее диаметра (смотрите раздел об устойчивости ствола скважины). Для буровых растворов на водной основе ингибирование может быть улучшено при поддержании низкой щелочности и использовании KCl для обеспечения содержания ионов K+. К другим эффективным специализированным продуктам, вводимым в системы буровых растворов на водной основе, относятся продукты CLAYGRABBER и GEM, которые значительно улучшают характеристики буровых растворов на водной основе.
GEM (Гликоль)
CLAYGRABBER
CLAYSEAL
Baroid Fluid Services
QUIK-FREE®
Состав жидкости QUIK-FREE для освобождения прихваченной бурильной колонны специально предназначается для случаев прихватывания вследствие перепада давлений.
Совместим с большинством распространенных буровых растворов на водной основе
Препятствует капиллярным силам
Проникает в глинистую корку, вызывает ее обезвоживание и растрескивание
Не содержит углеводородов
Может использоваться для пачек обычных и утяжеленных растворов для освобождения бурильных колонн
Способен экономить затраты на утилизацию, так как продукт может оставаться в существующей системе бурового раствора
При необходимости может легко обеспечиваться утяжеление
Помогает смазывать ствол скважины
При нахождении в составе бурового раствора не изменяет его свойств и улучшает смазывающую способность
Выдерживает избыток воды
Внешний вид Жидкость от светлокоричневого до желтого цвета
Удельный вес 0,98 г/см3
Температура вспышки в закрытом тигле (по методу Пенского-Мартенса) 356°F
Температура вспышки в закрытом тигле (по методу Пенского-Мартенса) 180 °C
Промойте водой шламоотстойник.
Для получения пачки неутяжеленного раствора добавьте в шламоотстойник жидкость QUIK-FREE и перемешивайте в течение 15 минут.
Для получения пачки утяжеленного раствора добавьте 2 мешка загустителя GELTONE® V на каждые 26 баррелей жидкости QUIK-FREE, затем добавляйте утяжелитель BAROID® до получения желаемой плотности бурового раствора.
Закачайте жидкость QUIK-FREE для освобождения прихваченной бурильной колонны в зону прихватывания, при этом обеспечьте расход 1 баррель в час (0,16 м3/час).
Примечания: После закачивания пачки раствора подождите 4-6 часов до освобождения бурильной колонны. После освобождения колонны включите пачку в состав системы бурового раствора, так как это может улучшить смазывающую способность.
Жидкость QUIK-FREE для освобождения прихваченной бурильной колонны пакуется в транспортировочные резервуары объемом по 13 баррелей и в бочки по 55 галлонов (208 л).
Бароид Флуид Сервисиз
QUIK-FREE® - Жидкость для освобождения прихваченной бурильной колонны
Время на вашей стороне при использовании жидкости QUIK-FREE для освобождения прихваченной бурильной колонны
При возникновении прихвата бурильной колонны каждая сэкономленная минута может увеличить вероятность ее успешного освобождения. Каждая потерянная минута может увеличить вероятность того, что придется заниматься ловильными работами.
Жидкость QUIK-FREE для освобождения бурильной колонны можно быстро смешать и закачать, так как при ее применении нет необходимости использовать никакие добавки, обычно применяемые для жидкости для освобождения бурильной колонны на основе инвертной эмульсии. В среднем, жидкость QUIK-FREE для освобождения бурильной колонны позволяет получить существенные результаты в течение 4-6 часов после ее закачивания в скважину. При применении других жидкостей для освобождения бурильной колонны может потребоваться время воздействия до 24 часов
Не требуется буферная жидкость, нет проблем с утилизацией
Жидкость QUIK-FREE для освобождения бурильной колонны совместима с буровыми растворами на основе пресной и соленой воды, и она может находиться в составе рабочей системы бурового раствора без неблагоприятного влияния на любые его характеристики.
Д
ействие
жидкости
QUIK-FREE
при освобождении бурильной колонны,
прихваченной вследствие перепада
давлений