Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Конспект_ОА

.pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
1.82 Mб
Скачать

чащих породах. Но во всех случаях промывочная жидкость должна обладать минимальной вязкостью.

В слабоустойчивых и слабодиспергирующися породах применяют улучшенный глинистый раствор, получаемый из нормального раствора путем введения УЩР.

Все глинистые растворы, предназначенные для бурения в осложненных условиях называются специальными глинистыми растворами. Область применения и параметры специальных глинистых растворов приведены в таблице 7.

При бурении глинистых и хемогенных толщ пород наибольшая эффективность достигается при использовании ингибированных буровых растворов. Химические реагенты, входящие в их состав оказывают коагулирующее действие на глинистые частицы разбуриваемых пород, резко замедляют их набухание и повышают связность частиц.

Разработано и используется значительное количество ингибированных буровых растворов, которые разделяются в следующие группы:

I.Соленасыщенные:

1)глиногидрогелевые,

2)гидрогельмагниевые. II. Калиевые:

1)калиевые,

2)высококалиевые,

3)феррокалиевые,

4)полимеркалиевые,

5)полимерферрокалиевые.

III.Кальциевые:

1)слабоизвестковые,

2)известковые,

3)гипсовые,

4)высококальциевые,

5)хлоркальциевые. IV. Силикатные:

1)малосиликатные,

2)силикатные.

V. Алюминатные и алюминатно-калиевые. VI. Растворы, содержащие ионы железа:

1)ферросульфатные,

2)полимерферросульфатные,

3)феррогуматные,

4)ферроакриловые.

Рекомендуемая область применения ингибированных растворов приво-

дится в таблице 8.

41

Таблица 7 – Область применения и рекомендуемые параметры специальных глинистых растворов

 

Характеристика гео-

Преобладающие по-

Характери-

Параметры промывочной жидкости

 

 

 

логических условий

роды в геологиче-

стика глини-

,Плотность 10×

вязкостьУсловная, с

пескаКоличество, %

,Водоотдача см

глинистойТолщина мм,корки

отстойСуточный, не %более

напряСтатическоечерезсдвигажение1 Па,мин

 

по сложности бурения

ском разрезе сква-

стого раствора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жины

 

 

 

м/кг

 

 

мин30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

за

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

3

 

4

5

6

7

8

9

10

 

Поверхностные толщи

Почва,

суглинки,

Пониженного

 

 

 

 

 

 

 

 

при забуривании сква-

супеси

 

качества

1,15-1,20

25-35

4

35-40

3

4

1,0

 

жин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

Толщи

плотных

по-

Песчаники, извест-

 

 

1,05-1,1

17-18

4

35-50

3

4

1,0-2,0

род, дающих большое

няки.

 

Пониженного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,15-1,20

18-20

4

25-35

3

4

1,0-2,0

 

количество шлама

 

Песчано-глинистые

качества

 

 

породы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глинисто-песчаные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

толщи пород, подвер-

Не стойкие песчано-

Нормальный

1,15-1,20

20-25

4

20-25

3

4

1,0

 

женные

размыву

при

глинистые породы

 

промывке водой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Песчано-глинистые

Утяжеленные

1,4-1,9

25-50

2

5

1

0

2,5-5,0

 

Осадочные породы в

сланцы.

 

растворы

ма-

 

 

 

 

 

 

 

 

зонах

нарушений,

Песчаники-

лой водоотда-

1,4-1,9

50-60

4

5

1

0

2,5-7,5

 

подверженные обва-

известняки.

чей и

повы-

 

 

 

 

 

 

 

 

Мергели.

 

1,3-1,35

21-30

2

5-10

1-2

0

1,0-2,5

 

лам

 

 

Разные

осадочные

шенной вязко-

1,3 и выше

35-60

4

5

1

0

5,0-7,0

 

 

 

 

породы

 

стью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

 

1

 

2

 

 

 

 

3

 

 

4

5

6

7

8

9

10

 

 

Песок-плывун

 

с

С повышенной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сильно минерализо-

вязкостью

 

и

1,20-1,25

28-35

4

5

1

0

3,5-6,0

 

 

малой

водоот-

 

 

ванной водой

 

 

дачей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Песок водоносный

Нормальный

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мелко- и среднезер-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нистый, со слабым и

минимальной

 

1,15-1,25

21-28

4

5

1

0

1,5-3,5

 

 

средним

пластовым

водоотдачей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

давлением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полускальные,

 

не-

Несколько

об-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размывающиеся

во-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

доносные

породы-

легченный,

 

1,10-1,15

17-19

3

10-15

2

1

1,5-2,5

Толщи

водоносных

нормальный,

 

известняки с мелкой

 

 

 

 

 

 

 

 

пород с различной ин-

трещиноватостью

качественный

 

 

 

 

 

 

 

 

тенсивностью водо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Утяжеленный,

 

 

 

 

 

 

 

проявлений

Скальные

и

полу-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

минималь-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скальные

породы с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трещиноватыми

са-

ной

для

утя-

1,3-2,0

25-40

3

20-30

2-3

2-3

2,0-3,0

 

 

моизливающимися

желенных рас-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

водами

 

 

 

творов

вязко-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Маловязкие и

набу-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хающие

породы,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сланцы,

мергель,

Тяжелый,

 

с

 

 

 

 

0,5-1,0

0

1,0-1,5

 

 

песчанистые сланцы

минимальной

 

1,3-1,8

25-30

2

3-5

 

 

с большим пласто-

водоотдачей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вым давлением

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фонтанировании

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

1

 

2

 

3

 

4

5

6

7

8

9

10

 

Пески,

песчаники,

С нормальным

 

 

 

 

 

 

 

 

удельным

ве-

 

от 120

 

 

 

 

 

 

известняки дрениро-

сом и макси-

1,15-1,2

до "не

2

1-5

7-10

0

10-35

 

ванные

 

 

мальной

вяз-

 

течет"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

костью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Песчаники,

извест-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

няки

пористые,

Легкий вязкий

1,05-1,10

35-45

4

5-8

1-2

0

1,0-2,5

 

рыхлые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Песчаники,

извест-

Легкий с мак-

 

 

 

 

 

 

Свыше

 

симальной вяз-

1,05-1,15

60-120

4

5

1

0

Толщи пород, харак-

няки трещиноватые

костью

 

 

 

 

 

 

 

20

Мергелистые толщи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

терные водопоглоще-

Нормальный,

 

 

 

 

 

 

 

ниями

с мелкими трещина-

 

 

 

 

 

 

 

 

ми (слабое поглоще-

несколько об-

1,10-1,15

25-30

2

15-25

1-2

0

1,0

 

ние)

 

 

легченный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщи

устойчивых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пород

характери-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зующихся

большим

Аэрированный

0-8

24-26

2-4

10-20

2

0

2,5-7,5

 

падением уровня во-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ды в скважине

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же в породах,

С малой водо-

1,05-1,10

24-26

2-4

3-5

2

0

2,5-7,5

 

подверженных обва-

 

лам и осыпям

отдачей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Песок сухой, плот-

С повышенной

 

 

 

 

 

 

 

Песок сухой, плотный

вязкостью

и

1,18-1,22

25-28

4

5

1

0

1,5-3,5

ный

 

 

малой водоот-

 

 

 

 

дачей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

4

5

6

7

8

9

10

 

 

 

 

 

Песчаники,

извест-

Тяжелый

с

 

 

 

 

 

 

 

 

Осадочные

толщи

минимальной

 

 

 

 

 

 

 

 

няки и др. нефтега-

для

утяжелен-

 

 

 

 

 

 

 

 

нефтегазоноснх пород

зоносные

 

породы,

ных

растворов

1,30-1,90

18-60

2

3-5

0,5-2,0

0

3,0-7,5

 

при наличии нефтега-

пористые,

 

рыхлые,

вязкостью, с

 

 

 

 

 

 

 

 

зопроявления

 

 

трещиноватые

малой водоот-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дачей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщи

пластичных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глинистых,

аргилли-

Аргиллиты

 

рыхлые,

Облегченный

 

 

 

 

 

 

 

 

товых,

известково-

 

за счет добав-

 

 

 

 

 

 

 

 

глинистых пород, спо-

пучащиеся

 

глины,

ления

нефти

1,05-1,15

17-25

2

3-7

0,5-1

0

1,0-3,5

 

собных к набуханию и

мягкие,

глинисто-

эмульсионный

 

 

 

 

 

 

 

 

прилипанию

к

бу-

карбонатные породы

раствор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рильным трубам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

Соленосные

отложе-

 

 

 

Утяжеленный

 

 

 

 

 

 

 

ния, перемежающиеся

 

 

 

за счет

насы-

 

 

 

 

 

 

 

 

Соль с прослойками

 

 

 

 

 

 

 

 

с пластичными

гли-

пластичной глины

щения солью с

1,32-1,40

27

4

10-16

2-3

0

1,5-3,0

 

нами, сильно набу-

 

 

 

пониженной

 

 

 

 

 

 

 

 

хающими

 

 

 

 

 

 

водоотдачей

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8 - Область применения и рекомендуемые очистные агенты

46

Горно-геологические условия буре-

Рекомендуемый тип очистного агента

Нормируемые параметры очистного

ния (характерные горные породы)

 

 

агента

 

 

 

 

м/кг

-

мин30

,

 

 

 

1

 

 

 

Плотность, 10×

Условнаявяз ,костьс

Водоотдача, см

10

Па

 

 

Статическое напряжение сдвига, θ

 

 

3

 

 

/ θ

 

 

 

3

 

за

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1

2

4

5

6

 

Сухие скважины, горные породы, не

Воздух

-

-

-

-

 

склонные к обвалообразованиям

 

-

 

 

 

 

Монолитные (нетрещиноватые) ус-

Техническая вода

-

-

-

 

тойчивые горные породы, не склон-

Водные растворы ПАВ

-

-

-

-

 

ные к размыву

Водно-масляная эмульсия

-

-

-

-

 

 

Эмульсионные и полимерэмульсион-

-

-

-

-

 

Устойчивые слаботрещиноватые по-

ные, аэрированный растворы

 

 

 

 

 

роды

Нормальный глинистый раствор

1,1-1,2

20-22

25

1,5-4/-

 

Малоглинистый (алмазное бурение)

1,02-1,05

16-33

3-12

-

 

 

Безглинистые растворы с минимальной

-

-

-

-

 

Устойчивые проницаемые породы

твердой фазой

-

 

 

 

 

Растворы с малой водоотдачей

-

-

-

 

(известняки, песчаники)

Растворы с малой водоотдачей и стати-

-

-

-

-

 

 

ческим напряжением сдвига (при глу-

 

 

 

 

 

 

боком бурении)

1,03-2,2

 

 

 

 

Слабоустойчивые не набухающие,

Улучшенный глинистый раствор (нор-

20-60

-

1,8-4/6-10

не диспергирующиеся породы

мальный глинистый раствор + УЩР)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47

1

2

3

4

5

6

 

Силикатно-гуминовый

1,03-1,04

16-18

5-8

-

Слабоустойчивые осыпающиеся, об-

Безглинистый полимерщелочной

1,03-1,04

30-45

3-4

-

валивающиеся породы (глинистые

Силикатный

1,08-1,2

20-40

6-10

-

сланцы, аргиллиты)

Феррокалиевый

1,02-1,08

20-25

5-6

0/1

 

Ферроакриловый, полимерсолевой

-

-

-

-

Слабоустойчивые и неустойчивые,

Хлоркальциевый

1,12-1,2

20-25

8-10

-

склонные к набуханию, обвалам и

Безглинистый полимерферросульфат-

1,03-1,04

16-17

5-7

-

диспергированию породы (хлорито-

ный

 

 

 

 

вые, хлорит-биотитовые, глинистые

Известковый (высококальциевый)

1,08-1,2

25-40

6-10

-

сланцы, сыпучие руды, глины, ар-

Гипсовый

1,08-1,2

25-40

8-12

-

гиллиты, гипсы, ангидриты)

Кальциевый эмульсионный, хлоркаль-

-

-

-

-

 

циевый безглинистый, гипсоизвестко-

 

 

 

 

 

вый

1,08-1,2

 

 

 

 

Хлоркалиевый

25-50

6-10

4-6/6-9

 

Калиевый

1,06-1,3

20-50

6-10

0,3-5/-

Высококоллоидные глины, глини-

Лигносульфонатный

1,06-2,2

18-40

5-10

0,6-4,5/1,2-9

Алюминатный

1,1-1,18

25-40

5-8

-

стые породы, сланцы, неустойчивые

Алюминатнокалиевый

1,25-2,3

35-60

2-5

2-6/4-9

глины, аргиллиты

Ферросульфатный

1,07-1,1

25-35

5-8

-

 

Известковый, известково-гипсовый, ка-

-

-

-

-

 

лиево-гипсовый, хлоркалиевый эмуль-

 

 

 

 

 

сионный

1,05-1,15

 

 

 

Неустойчивые глинистые и глино-

Эмульсионный глинистый

18-25

4-8

1-2,5/-

карбонатные породы, склонные к

 

 

 

 

 

налипанию и образованию сальни-

 

 

 

 

 

ков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

1

2

3

4

5

6

Неустойчивые поглощающие поро-

Аэрированный глинистый

-

-

-

-

ды

 

1,12-1,15

 

 

 

Неустойчивые глинистые соленос-

Известково-битумный на углеводород-

20-40

0

-

ные отложения

ной основе

 

 

 

 

Эмульсия на углеводородной основе

1,13-1,14

90-100

0,5

-

 

Несцементированные рыхлые хоро-

Растворы с минимальной водоотдачей и

-

-

-

-

шо проницаемые породы

плотностью, обеспечивающей незначи-

 

 

 

 

 

тельное превышение гидростатического

 

 

 

 

 

давления над пластовым

1,08-1,35

 

 

 

Соленосные отложения, соленосные

Соленасыщенный глинистый

20-50

8-25

0

отложения с пропластками глин,

 

1,25-1,3

 

 

 

терригенные породы, бишофит, кар-

Гидрогельмагниевый глинистый

25-30

8-12

-

наллит

 

1,16-2,2

 

 

 

Глинистые и аргиллитоподобные

Хромлигносульфонатный

18-40

4-10

0,6-1,2/4,5-9

породы при высоких забойных тем-

 

 

 

 

 

пературах

 

1,1-1,18

 

 

 

Гипс, ангидрит, известняк, галит при

Алюминатный

25-40

5-8

-

наличии аномально высоких пласто-

 

 

 

 

 

вых давлений

 

 

 

 

 

9.3.2 Растворы для бурения в зонах осложнений

Бурение в условиях высоких пластовых давлений, приводящих к обваливанию, осыпанию горной породы и сужению ствола скважины. При этом рекомендуется применять буровой раствор с плотностью, обеспечивающей 10-15% превышение гидростатического столба промывочной жидкости над пластовым давлением. Увеличение плотности производится с помощью введения в раствор утяжелителей. Расчет необходимого количества утяжелителя приведен в разделе 10.2.

Утяжеление раствора сопровождается повышением вязкости и статического напряжения сдвига. Для регулирования вязкости раствора рекомендуется использовать ПФЛХ. Обобщенные параметры бурового раствора со-

ставляют ρ = 1700-2200 кг/м3, Т = 25-60 с, В = 5-6 см3/30 мин, θ1 2 Па.

Нефте- и газопроявления. В скважинах глубиной до 1200 м плотность глинистого бурового раствора должна обеспечивать 10-15% превышение гидростатического давления столба жидкости над нефтегазовым давлением пласта. При большей глубине величина превышения должна составлять 5- 10%. Вязкость следует поддерживать в пределах 18-25 с, статическое напряжение сдвига - θ1 = 1 Па. Если указанное повышение плотности неэффектив-

но, следует использовать утяжелители и обеспечить параметры раствора: ρ =

1300-1900 кг/м3, Т = 25-35 с, θ1 = 2,5-5 Па.

Водопроявления. Плотность бурового раствора, достаточная для предотвращения притока вод, в том числе в условиях аномально высоких пластовых давлений (АВПД) может быть определена по методике для определения плотности при нефте- и газопроявлениях или рассчитывается по формуле:

ρ = 0,1(Pпл + Pн) , кг/м3, 9,81Нпл

где Рпл - пластовое давление, Па, Рн - потери давления в водопроявляющем пласте, Па,

Нпл - глубина залегания кровли водопроявляющего пласта, м. Поглощения промывочной жидкости. Способы борьбы с поглощением

зависят от его интенсивности, то есть количества ушедшей в поры и трещины горной породы жидкости в единицу времени.

Если поглощение возникло при бурении с промывкой водой, в большинстве случаев достаточно перейти на малоглинистый буровой раствор с плотностью до 1050 кг/м3.

При небольших интенсивностях поглощениях глинистого бурового раствора (до 5 м3/ч) рекомендуются снижать его плотность. Плотность раствора рассчитывается по формуле:

ρ = ρисх

L H

, кг/м3,

(1)

L

 

 

 

где ρисх – плотность исходного бурого раствора, кг/м3,

49

L - глубина залегания поглощающего пласта, м,

H - статический уровень жидкости в скважине, м.

Если понижение плотности не ликвидировало поглощение, следует уменьшать водоотдачу раствора и повышать его вязкость и статическое напряжение сдвига.

В некоторых породах следует обеспечивать определенные параметры промывочного раствора. Так, при поглощении в мергелях параметры раствора должны составлять Т = 18-21 с, В = 5-10 см3/30 мин, θ1 = 1 Па, а при поглощении в трещиноватых песчаниках и известняках Т = 60-120 с, В = 5-10 см3/30 мин, θ1 20 Па.

Если поглощающая зона находится в нижней части геологического разреза или интервала, который подлежит креплению обсадными трубами, может оказаться целесообразным бурение всей скважины с промывкой водой. В зонах, характеризующихся полным поглощением промывочной жидкости на забое скважины, также переходят на промывание водой с подачей не меньше

50 л/мин.

Снизить интенсивность поглощения позволяет ввод в буровой раствор инертных наполнителей. При добавлении в структурированный раствор наполнители равномерно распределяются в объеме раствора и обеспечивают закупорку трещин и пор в поглощающих пластах. В зависимости от размеров трещин рекомендуются различные типы наполнителей. Для надежного закупоривания пор и трещин размер частиц наполнителя должен быть в 2 раза меньше раскрытия трещин.

Волокнистые материалы (табл. 4) используют в песчаных и гравийных пластах с зернами до 25 мм, в трещиноватых крупнозернистых породах с зерном до 3 мм, в трещиноватых мелкозернистых породах с зерном до 0,5 мм.

Зернистые материалы используют для закупорки пластов гравия с зерном до 25 мм. Пластинчатые материалы применяют в крупнозернистом гравии и трещинах до 2,5 мм. Эффективность закупорки трещин возрастает при использовании смеси из волокнистых, зернистых и пластинчатых материалов.

При бескерновом бурении наполнители вводят в буровой раствор через глиноили гидромешалку перед вскрытием зоны поглощения. При пропуске зоны рекомендуется осуществлять намыв наполнителя через бурильные трубы, нижний конец которых расположен в кровле поглощающего пласта. Количество наполнителя зависит от вида наполнителя (см. табл. 4) и способа бурения. При роторном бурении вводится до 30 кг наполнителя на 1 м3 раствора, при турбинном – до 5 кг/м3. При колонковом бурении не рекомендуется добавлять наполнители в процессе бурения во избежание заклинки керна в колонковой трубе.

Для очистки бурового раствора от наполнителей после перебуривания водопоглощающего пласта жидкость пропускают через вибросито.

При неэффективности указанных мероприятий и в случае больших поглощений используется тампонирование зоны поглощения по методике, ука-

50

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.