3. Поглощения

Поглощением называется гидродинамическое взаимодействие в системе «скважина– пласт», сопровождающееся поступлением бурового или тампонажного раствора из скважины в пласт с интенсивностью, осложняющей дальнейшую проводку скважины. Это уход значительных объемов бурового раствора в пласт. Поглощение может произойти на любой глубине и во время выполнения любой операции.

С работами по ликвидации поглощений БР связаны не только значительные материальные потери, но и не поддающиеся учету значительные потери в добыче нефти из-за ухудшения коллекторских свойств продуктивности пластов, невысокого качества цементирования эксплуатационных колонн на осложненных скважинах и несвоевременного ввода скважин в эксплуатацию.

Поглощения вызваны наличием в горных породах проницаемых каналов (например, трещин, пустот, каверн), а также их образованием при гидравлическом разрыве пласта. Основные причины поглощения заключаются в превышении давления в скважине над пластовым давлением или над суммой пластового и начального градиентов давления вследствие излишней плотности бурового или тампонажного раствора и больших потерь напора в кольцевом пространстве при бурении или цементировании колонн в высокопроницаемых коллекторах большой емкости или в интервалах образования трещин гидравлического разрыва пластов.

Относительное давление в поглощающем горизонте:

,

где ρ_б._р, р_в  плотность соответственно бурового раствора и воды, кг/м³;

h_ст  высота снижения уровня жидкости (статический уровень), м;

h_п._г  глубина поглощающего горизонта, м.

Объем БР (м³), который поглотила скважина, Q = Sh,

где S  площадь приемной емкости, м²; h – высота снижения уровня в емкости, м.

Интенсивность поглощения (м³/ч) Q ₁ = Q60 / t,

где t  время, ч, за которое уровень в емкости снизился на величину h.

Коэффициент поглощающей способности при частичном поглощении раствора можно определить из выражения

,

где ρ_к.п  гидравлические потери в кольцевом пространстве при движении раствора от зоны поглощения к устью скважины, МПа.

Коэффициент поглощающей способности при полном поглощении определяется по формуле: ,

где h _дин  динамический уровень раствора в скважине, м.

По интенсивности поглощения подразделяются на:

• частичные, когда часть раствора выходит на поверхность, а часть уходит в окружающие породы;

• полные, когда уровень раствора в процессе бурения близок к устью;

• катастрофические, когда уровень раствора близок к забою.

При определении плотности аэрированного БР, при которой не будет поглощения, можно воспользоваться формулой

,

где ρ_б._р,  плотность исходного БР.

Из скважины БР обычно выходит насыщенным газом (воздухом), что снижает его плотность. Пересчет плотности загазированного БР на истинную производят по формуле

 = 100_г/(100  V),

где Рг  плотность загазированного БР, кг/м;

V  содержание свободного газа (воздуха) в БР.

При бурении скважин вскрываются пласты, сложенные горными породами с различными пористостью, проницаемостью и дренированностью, в том числе гранулярные (например, песчаники), трещинные и кавернозные (известняки, доломиты) коллекторы, насыщенные пресной или минерализованной водой, рапой, газом, нефтью. До момента вскрытия пласта флюид находится под пластовым давлением. От кровли к подошве пласта давление повышается на величину давления столба, насыщающего пласт флюида. Следовательно, при одной и той же мощности пласта, насыщенного водой или нефтью, разница давлений в подошве и кровле значительно больше, чем насыщенного газом.

Поглощающими горизонтами в большинстве случаев являются горизонты трещиноватой, кавернозной или крупнозернистой структуры с низкими градиентами пластового давления. Эти горизонты могут быть нефтеносными и газоносными, но чаще всего они водоносны.