30. Что такое осмос? Влияние осмотического давления на устойчивость глинистых пород. – было в вопросах к кр2

Осмос – это процесс односторонней диффузии растворителя (например, воды) через полупроницаемую мембрану в более концентрированный раствор.

Осмотическое давление – дополнительное давление, которое необходимо приложить к раствору, чтобы осмос прекратился.

Осмотическое давление влияет на устойчивость глинистых пород при бурении скважины. Это связано с тем, что глинистые породы, обладающие гидрофильными свойствами, взаимодействуют с отфильтровавшейся частью бурового раствора. В результате происходит набухание породы, что может привести к потере устойчивости стенок скважины.

Если концентрация соли в буровом растворе меньше суммарной концентрации минерализованных компонентов в порах породы, то происходит набухание. Если концентрация внешнего раствора больше концентрации порового раствора, то может наблюдаться обратный процесс — сжатие породы, как при её высыхании.

Следовательно, использование промывочной жидкости, близкой по своему солевому составу к пластовым глинам, позволит значительно уменьшить действие осмотического давления и сохранить целостность породы на стенках скважины. Однако диффузионно-осмотические процессы при взаимодействии пород с буровым раствором имеют место при достаточной увлажненности глинистых пород.

32. Технология бурения с управляемым давлением, какие варианты применяются в различных геологических условиях?

DPM - «Dynamic Pressure Management»

MPD - «Managed Pressure Drilling»

MPC - «Managed Pressure Cementing»

UBD - «Underbalanced Drilling»

MCD - «Mud Cup Drilling»

Группа технологий под общим названием «Бурение с динамически управляемым давлением» (DPM). Оно делится на 3 основные категории.

Первая это MPD - «Бурение с управляемым давлением», когда забойное давление остаётся выше пластового. Наиболее актуальна данная технология может быть для удлинения горизонтальной секции, когда давление обрушения стенок скважины и давление поглощения становятся крайне близки и могут даже в перспективе пересечься. В таком случае применение технологии позволяет пробуривать более длинные секции, оттягивая момент, когда давление при циркуляции превысит допустимые значения.

Вторая это UBD - «Бурение на депрессии», когда забойное давление всегда на некоторую величину ниже пластового давления. Оно наиболее актуально при бурении разведочных скважин, когда мы бурим с флюидопритоком, чтобы точно знать параметры пластового флюида и интервалы залегания. Также она актуальна в случаях, когда коллекторские свойства пласта обладают высокой степенью восприимчивости к загрязняющим факторам при строительстве скважины, и важным является сохранение первоначальных свойств пласта-коллектора.

Третья это MCD - «Бурение с грязевой шапкой». Данная технология применяется при наличии в открытом стволе скважины зон с несовместимыми условиями бурения. В результате её применения появляется возможность успешно построить такую скважину.

35. Пескопроявление, способы и технические средства предупреждения.

Пескопроявление – это процесс, при котором частицы песка попадают в призабойную зону скважины, разрушая пласты и вызывая пробки и обвалы ствола. Это может замедлить разработку скважины и привести к серьёзным экономическим потерям.

Основные способы предупреждения выноса песка из пласта:

- снижение депрессии на пласт при неизбежном снижении производительности скважины;

- использование устройств для ограничения количества песка в продукции. Установка искусственных проницаемых каркасов: намывных гравийных фильтров, проницаемых тампонажным композиций (в целом применение схем заканчивания для предотвращения выноса песка из скважины);

- крепление ствола и призабойной зоны пласта составами с минеральными и полимерными вяжущими смолами и т.п. веществами (применение специальных схем заканчивания для предупреждения пескопроявлений);

Технические средства:

- Установка противопесочных фильтров. Они задерживают крупные частицы песка и предотвращают их попадание в колонну, насосно-компрессорные трубы (НКТ) и оборудование. Фильтры могут быть проволочными, сетчатыми, гравийными или гравитационными.

- Использование песочных или газопесочных якорей. Их устанавливают в скважине ниже насоса, чтобы задерживать песок и продлевать срок работы оборудования.

- Регулирование скорости потока флюидов. Например, использование подъёмных труб пониженного диаметра, полых насосных штанг, хвостовиков, скребков-завихрителей (снижение скорости притока снизит вероятность и объём выносимого в скважину песка).

38. Цель бурения на обсадной колонне, какое оборудование и инструмент применяются для реализации БОК?

Способы:

- бурение на обсадных трубах с неизвлекаемой компоновкой;

- бурение на обсадных трубах с извлекаемой компоновкой.

Цель:

- Применение технологии бурении на обсадных трубах в многолетнемерзлых породах;

- Применение технологии бурении на обсадной колонне в карбонатных и глинисто-карбонатных отложениях;

- Применение технологии бурении на обсадной колонне в неконсолидированных песчаниках;

Технология эффективна при бурении вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин.

Оборудование и средства:

39. Какое оборудование необходимо для применения технологии бурения с управляемым давлением?

Комплект оборудования БУД включает следующие элементы:

1. Роторный устьевой герметизатор (РУГ), позволяющий загерметизировать кольцевое пространство над ПВО и перенаправить поток жидкости на требуемую линию дросселирования/желобную линию, при этом беспрепятственно осуществлять вращение и движение буровой колонны как при наличии, так и при отсутствии избыточного давления в скважине;

2. Двухконтурный полуавтоматический дроссельный манифольд, предназначенный для создания и управления противодавлением на устье;

3. Газосепаратор для отделения азота и природного газа из бурового раствора, выходящего на устье скважины;

4. Азотные компрессорные станции (при необходимости применения газированных БР);

5. Обратные клапаны, устанавливаемые в бурильной колонне для удержания давления азотированной смеси в затрубном пространстве и предупреждения миграции газа по колонне бурильных труб;

6. Факел с системой автоподжига для сжигания пластового газа;

7. Кориоллисовый расходомер (необходим для определния точной плотности БР и точного расхода на выходе для создания необходимого противодавления).

Принципиальная схема технологии бурения с регулируемым давлением представлена на следующем рисунке [3, рис.4].

Рисунок 1 Принципиальная схема бурения с управляемым давлением [3, рис.4]

40. Технологии предупреждения осложнений с применением раздвижных расширителей?

Осложнения:

Естественное искривление ствола скважины. Меньший диаметр долота позволяет прилагать к долоту меньшую нагрузку, что снижает риски самопроизвольного искривления ствола скважины.

Дифприхват. Позволяет снизить контактную площадь бурильных труб, снижая возможность прихвата

Сужения ствола скважины. При прохождении глинистых или солевых отложений, для которых характерно выпучивание в скважину, позволяет поддерживать необходимый диаметр скважины.

Поглощения. Раздвижные расширители могут применяться перед установкой профильных перекрывателей. Позволяет перекрыть интервал поглощения с сохранением диаметра ствола скважины.

Посадки и затяжки. Расширенный ствол снижает возможное трение о стенки скважины, уменьшая желобообразование, что предотвращает возможные прихваты труб при СПО.

Технологии:

Расширение во время бурения «Reaming while drilling». Над долотом расположен раздвижной расширитель, который увеличивает диаметр ствола скважины. Наиболее актуально для начальных интервалов с большим диаметром (решает трудности с созданием нагрузки на долото).

Бурение из-под колонны «underreamming». Позволяет пробурить под обсаженным стволом колонну большего диаметра. Наиболее актуально для сверхглубоких скважин с большим числом обсадных колонн разных секций, так как позволяет использовать для последующих секций обсадные колонны с диаметром минимально меньшим, чем диаметр предыдущей обсадной колонны (как раз из-за создания большего диаметра ствола, чем при стандартном бурении).

Бурение в абразивных породах. При проблемах со стачиванием долота может устанавливаться наддолотный раздвижной расширитель «Near Bit Reamer», который позволит поддерживать при бурении необходимый диаметр ствола.