86. Управляемые процессы в пзп, повышающие качество вскрытия коллектора.

87. Компоновки низа бурильной колонны при наклонно-направленном и горизонтальном бурении.

Задачей компоновок для наклонно-прямолинейных интервалов является сохранение проектной прямолинейной траектории интервала.

Различают несколько типов КНБК, предотвращающих искривление скважины:

- отвесная компоновка (маятниковый тип):

Основана на эффекте отвеса. В качестве маятника используем колонну УБТ, либо ее часть. Чем больше зенитный угол, тем больше эффект отвеса. Центрирующий элемент над долотом отсутствует по той причине, что он будет создавать усилия, которые будут центрировать ось, а это нежелательно. Ось такой компоновки не совпадает с осью скважины.

- жесткая компоновка:

Действие компоновки второго типа основано на совмещении оси скважины с осью КНБК с помощью центрирующих элементов, нижний из которых расположен непосредственно над долотом.

- ступенчатые КНБК - проектируются с использованием расширителя, установленного на некотором расстоянии выше долота. Принцип заключается в том, что для долота меньшего диаметра нужна меньшая нагрузка, что позволяет минимизировать потенциальное искривление ствола скважины под различными факторами, а расширитель сверху производит лишь разбуривание пилотного ствола, избегая факторов, приводящих к возникновению искривлений.

- гироскопическая компоновка:

Эффект гироскопа – способность вращающегося тела сохранять положение оси вращения в пространстве. В роли маховика используются УБТ небольшой длины, которая привинчивается к валу турбобура. Скорость вращения обычно составляет 400-600 об/мин. Компоновки такого типа показали свою эффективность при бурении Кольской сверхглубокой скважины.

- Роторные управляемые системы – устройство роторных систем позволяет в реальном времени, анализируя траекторию ствола скважины, изменять отклоняющее усилие над долотом, компенсируя естественные факторы, вызывающие искривление ствола скважины.

88. Физико-химические процессы в коллекторе и методы управления ими

Физико-химические процессы в призабойной зоне пласта (ПЗП) возникают вследствие несоответствия условий в скважине (состава и свойств бурового раствора) естественному состоянию коллектора и его флюидов. Эти процессы оказывают значительное влияние на конечную продуктивность скважины, особенно в низкопроницаемых пластах.

Основные физико-химические процессы в коллекторе (частично уже на скрине выше):

1. Капиллярное проникновение (пропитка): Смачивающая фаза (водный фильтр) самопроизвольно внедряется в пористую среду под действием капиллярных сил. Этот процесс способствует «водной блокаде» пласта, оттесняя углеводороды вглубь коллектора. Интенсивность пропитки зависит от межфазного натяжения на границе «фильтрат — пластовый флюид» и характера смачиваемости породы.

2. Осмос и диффузия: Возникают при разнице в минерализации (концентрации солей) между дисперсионной средой бурового раствора и пластовой водой. Фильтрационная корка в данном случае выполняет роль полупроницаемой перегородки. Осмотическое давление может быть очень высоким, если пласт разбуривается на пресном растворе при наличии сильно минерализованной пластовой воды.

3. Гидратация и набухание глин: Фильтрат раствора, проникая в пласт, вызывает набухание глинистых минералов коллектора, что ведет к резкому сокращению объема порового пространства и снижению проницаемости.

4. Адсорбция и образование эмульсий: Поверхностно-активные компоненты и полимеры из раствора оседают на стенках пор, образуя адсорбционные слои и пленки. При взаимном перемешивании фильтрата с пластовой нефтью образуются вязкие эмульсии, создающие значительные гидравлические сопротивления при движении флюидов.

5. Электрохимические явления: Под действием электрического потенциала (ЭДС) в ПЗП могут происходить изменения диффузионно-адсорбционных характеристик.

Методы управления процессами

Управление состоянием ПЗП осуществляется через регулирование величины, направления и продолжительности действия движущих сил.

• Регулирование состава и свойств растворов: Это основной способ управления. Плотность раствора должна быть обоснована пластовым давлением, а химический состав — совместим с минералами и флюидами пласта.

• Применение ПАВ (поверхностно-активных веществ): Используется для снижения межфазного натяжения (σ) до минимальных значений. Это позволяет увеличить капиллярное число N (N=Vμ/σ), что облегчает последующее вытеснение водного фильтрата нефтью при освоении. Также ПАВ позволяют изменять смачиваемость поверхности пор (гидрофобизация).

• Оптимизация ионного состава: Для предотвращения набухания глин и осмотических перетоков в состав раствора вводят ингибиторы (например, соли калия, кальция или магния). Ионный состав фильтрата должен соответствовать солености пластовой воды для исключения выпадения нерастворимых осадков.

• Ограничение времени контакта: Сокращение продолжительности вскрытия продуктивного пласта и времени простоя скважины позволяет минимизировать глубину зоны проникновения фильтрата.

• Создание изолирующего экрана (кольматация): Принудительная кольматация стенок скважины частицами оптимального размера (например, карбонатом кальция) позволяет быстро сформировать тонкую непроницаемую фильтрационную корку, которая блокирует доступ фильтрата в пласт.

• Депрессионное вскрытие: Бурение при давлении в скважине ниже пластового практически исключает фильтрацию и проникновение твердой фазы в коллектор.