- •«Северный (Арктический) федеральный университет имени м.В. Ломоносова»
- •1 Общие сведения о районе буровых работ и проектируемой скважине
- •2.1 Литолого-стратиграфическая характеристика скважины
- •2.2 Физико-механические свойства пород по разрезу скважины
- •2.3 Нефтегазоносность
- •2.4 Гидрогеологическая характеристика разреза
- •4.3 Требования к промывочным жидкостям при бурении пород различных категорий
- •4.4 Уточнение расчленения разреза с учетом пластового давления и давления поглощения
- •4.6 Уточнение расчленения разреза с учетом осложнений, происходящих при бурении скважины
- •5.1 Классификация буровых циркуляционных агентов
- •6.2 Выбор реологических свойств бурового раствора
- •6.3 Определение минимально необходимого значения динамического напряжения сдвига для обеспечения ламинарного режима течения бурового раствора в затрубном пространстве
- •6.4 Выбор статического напряжения сдвига
- •6.5 Выбор значений условной вязкости
4.6 Уточнение расчленения разреза с учетом осложнений, происходящих при бурении скважины
На выбор промывочной жидкости влияют следующие осложнения: поглощения промывочной жидкости; газонефтепроявления; нарушения устойчивости стенок скважины, сопровождающиеся обвалами, осыпями, пластическим течением пород в ствол скважины кавернообразованием; затяжки, прихваты бурильной колонны; искривление скважины.
Основной причиной поглощений и газонефтепроявлений является нарушение условия: , при выполнении каких-либо операций в скважине.
Таким образом, возможность возникновения этих осложнений и необходимые условия для их предотвращения уже определены при учете влияния давлений на расчленение разреза.
Нарушение устойчивости стенок скважины характерно для глинистых пород. Если глинистые породы встречаются в разрезе в виде толщ большой мощности, то они выделяются в самостоятельные интервалы по литологическому признаку. Часто глинистые породы встречаются в виде пластов ограниченной толщины, чередующихся с песчанистыми или карбонатными устойчивыми породами. Устойчивость глин в таких случаях зависит от их минералогического состава, вида поглощенных катионов, влажности, степени уплотненности, толщины глинистых пластов, частоты их чередования с песчаными или другими устойчивыми породами.
Возникновение затяжек и прихватов бурильной колонны может быть связано с нарушением устойчивости стенок скважины. В таком случае интервал разреза, выделенный вследствие жестких требований к буровому раствору из-за опасности обвалов или сужения ствола, признается и прихватоопасным.
Другой широко распространенной причиной затяжек и прихватов является прижатие дифференциальным давлением бурильной колонны к стенке скважины, покрытой фильтрационной коркой. Толщина фильтрационной корки, ее адгезионные свойства зависят от вида, состава и свойств промывочной жидкости.
На основании всего вышеизложенного произведем уточнения в расчленении геологического разреза:
1) Интервал 0 – 250, разрез неустойчив, подваливание стенок скважины, размыв устья, кавернообразование при прохождении супесей и суглинков, оттаивание ММП;
2) Интервал 250 – 1800, разрез неустойчив, подваливание стенок скважины, сальникообразование. При превышении противодавления на пласт возможн частичное поглощение бурового раствора;
3) Интервал 1800 – 4100, разрез сравнительно неустойчив, возможно подваливание аргиллитов кунгурского яруса, при прохождении ангидритов серпуховского яруса коагуляция бурового раствора (интервал 2890-3060м). При превышении противодавления возможно поглощение бурового раствора с полной потерей циркуляции в кавернозных известняках франского яруса. При снижении противодавления на пласт с глубины 3400м возможны нефтеводопроявления.
С учетом осложнении, происходящих во время бурения, получаем следующие интервалы:
0 – 200; 200 – 250; 250 – 1800; 1800 – 2480; 2480 – 2840; 2840 – 3060; 3060-3820; 3820-4100.
4.7 Уточнение расчленения разреза с учетом необходимости охраны недр и окружающей среды
При бурении непродуктивной части разреза основные требования к промывочной жидкости состоят в том, что она должна обеспечивать проводку скважины при минимуме осложнений и высоких показателей работы долота.
В процессе первичного вскрытия продуктивного пласта обеспечение высоких показателей работы долота отступает на второй план. Основным требованием к промывочной жидкости становится минимальное загрязнение продуктивного пласта, обеспечение высокой продуктивности скважины. Выдвижение этого нового требования обусловливает необходимость выделения в самостоятельный технологический интервал участка геологического разреза, где расположены нефтегазоносные пласты, которые будут одновременно эксплуатироваться данной скважиной. В нашей проектной скважине нефтегазоносные пласты расположены на глубине 3200 – 4100 м, водоносные на глубинах 0-250 м и 250-1580 м.
Проводя расчленение по литологическому составу с учетом пластового давления и давления поглощения, температуры горных пород, осложнений, необходимости охраны недр и окружающей среды, получим следующие технологические интервалы:
1) 0 – 200;
2) 200 – 250;
3) 250 – 1580;
4) 1580 – 1800;
5) 1800 – 2480;
6) 2480 – 2840;
7) 2840 3060;
8) 3060 3200;
9) 3200 3820;
10) 3820 4100;
5 ВЫБОР ВИДА БУРОВОЙ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ
На выбор промывочной жидкости влияют многие факторы, они приведены ниже:
-
степень устойчивости горных пород и способность бурового раствора разупрочнять породы;
-
растворимость горных пород в воде и способность промывочной жидкости растворять соленосные породы;
-
способность разбуриваемой породы к диспергированию и образованию с водой устойчивых дисперсных систем: способность промывочной жидкости к гидратации и диспергированию выбуренной породы;
-
характеристика неустойчивых глинистых пород: минералогический состав, вид поглощенных катионов, влажность, степень уплотнения, минерализация (активность) порового раствора, физические свойства, структура и текстура;
-
величины пластового давления и давления поглощения и способность промывочной жидкости создавать противодавление на пласты;
-
температура горных пород и термостойкость промывочной жидкости;
-
Наличие в разрезе коррозионных и опасных для здоровья флюидов;
-
способность промывочной жидкости загрязнять продуктивные пласты;
-
способность промывочной жидкости обеспечивать высокие показатели работы долот;
-
способ бурения;
-
наличие источников водоснабжения, характер и степень минерализации воды, предназначенной для приготовления промывочной жидкости;
-
географическое местоположение скважины. Экологические снабжения, требования к утилизации сточных вод и шлама;
-
доступность места расположения скважины, объем транспортировки материалов, транспортные расходы;
-
затраты на бурение интервала.
Требованиям к буровому раствору для бурения пород I, III, V, VI (т.е. по всему геологическому разрезу) удовлетворяет глинистый раствор на основе высококачественного бентонита. Для пород I группы: при применение этого раствора создаётся тонкая, но плотная глинистая корка. Глинистый раствор на основе высококачественного бентонита при бурении пород III группы даёт высокую устойчивость стенок скважины, и при этом не возникают прихваты и затяжки. Также выполняется требования при бурении пород V группы. Высокие показатели работы долота на забое – это главное требование при бурении пород VI группы, этот раствор удовлетворяет и этому требованию. Изменение температуры от -2,00 до 83,150С также позволяет использовать этот раствор.