- •Длина, площадь, объем.
- •Температура
- •Введение
- •Краткий исторический обзор проблемы
- •1-1.Ориентированный отбор керна
- •Ориентированный отбор керна
- •Введение
- •Уникальность
- •Применение
- •Работа
- •Контроль давления в породе
- •Другие применения отбора керна
- •Рисунок 2-13
- •1-2. Магнитные и немагнитные теории
- •Аспекты наведенного поля
- •Рисунок 2-12
- •Магнитная интерференция
- •Сила магнитного полюса
- •Географическое положение
- •Материал для немагнитных УБТ
- •Длина немагнитных УБТ
- •Введение
- •Магнитное поле земли
- •Падение
- •Ось у-ов - ось, перпендикулярная бурильной колонне и оси х-ов.
- •1-3. Принципы измерений
- •Местонахождение и координатные системы
- •Эллипсоид
- •Геодезические параметры
- •Система UTM
- •Государственная координатная система США 1927
- •Расположение на море
- •Геологические условия
- •Прямоугольные координаты
- •В вышеприведенном примере : Азимут = Tg-1 (200/500)= 21.80
- •Азимуты
- •Высокая сторона
- •Методы расчётов профиля
- •Сбалансированный тангенциальный метод
- •Метод среднего угла
- •Радиус кривизны
- •Вертикальная проекция
- •Горизонтальная проекция
- •Интенсивность
- •1-5. Типы замера кривизны скважин
- •1-6. Основы планирования скважин
- •Район цели
- •Хорошее взаимодействие
- •1-7. Профили скважин
- •ДОСТОИНСТВА
- •Обсадные колонны
- •Конструкция скважины
- •Системы бурения боковых стволов из колонны
- •1-8. Область применения горизонтальных скважин
- •2-1. Проектирование горизонтальных скважин
- •Пример 1
- •Пример 2
- •Конструкция скважины
- •Износ обсадных колонн и разрушение стенок скважины
- •2-3. Проектирование компоновок низа бурильной колонны
- •Рисунок 3-7. График характеристики интенсивности резкого перегиба скважины
- •Забойные двигатели с двумя перекосами
- •2-4. Проектирование многоствольных скважин
- •2-5. Бурение боковых стволов
- •Возвращение к старым скважинам
- •Добыча из незатронутых эксплуатацией пластов
- •Скважины-кандидаты для бурения боковых стволов
- •Оптимизация отдачи пласта
- •Вскрытие удаленных структур
- •Оценка увеличения добычи
- •Опыт выбора скважин для бурения боковых стволов
- •Анализ данных для отбора подходящих скважин
- •Способы бурения боковых стволов
- •Анализ пропускных характеристик скважины
- •Технология бурения боковых стволов
- •Бурение с коротким радиусом кривизны
- •Применение гибких труб
- •Системы для забуривания нескольких боковых стволов
- •Перспективы
- •3-1. Буровые растворы
- •Буровые растворы
- •Гидравлическая программа
- •Гидравлические расчеты
- •Гидравлические расчеты выполняются обычно для того, чтобы:
- •Уменьшение крутящего момента
- •Смазочные свойства
- •Выбор смазочных материалов
- •Смазочные добавки для растворов на нефтяной основе
- •Смазочные добавки для растворов на водной основе (рво)
- •Классификация буровых растворов и их особенности
- •ВЫБОР МИНИМАЛЬНОЙ РЕПРЕССИИ
- •ОЧИСТКА ТРУБ
- •ВЫБОР И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОЛИМЕРОВ
- •КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
- •РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА
- •ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ
- •ГИДРАВЛИКА КОЛЬЦЕВОГО ПОТОКА
- •МЕХАНИЗМЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ СТВОЛА
- •НЕУСТОЙЧИВОСТЬ И НАПРЯЖЕНИЯ
- •СТАДИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТЕЙ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ
- •ТРЕБОВАНИЯ К ПЛАНИРОВАНИЮ
- •ВЫВОДЫ
- •ОЧИСТКА СКВАЖИНЫ
- •КАК ТРАНСПОРТИРУЮТСЯ ОБЛОМКИ ВЫБУРЕННОЙ ПОРОДЫ
- •ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ВЫНОС ШЛАМА
- •Реологические свойства бурового раствора
- •Производительность буровых насосов
- •Выбор диаметра долотных насадок
- •ВЫНОС ШЛАМА НА УЧАСТКАХ С ЗЕНИТНЫМИ УГЛАМИ БОЛЕЕ 400
- •ПРОМЫВКА ПЕРЕД ПОДЪЕМОМ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ
- •ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ТЕЧЕНИЯ
- •БУРЕНИЕ
- •СПУСКО-ПОДЪЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ
- •3-2. Бурильный инструмент
- •3-3. Методы отклонения
- •3-4. Забойные двигатели
- •3-5. Роторные КНБК
- •Гладкая (прямая) компоновка.
- •H = (Wc.L.BC.Sina)/2, где
- •КНБК с одним стабилизатором
- •Рисунок 5-15
- •3-6. Обязанности инженера направленного бурения
- •Ориентация с помощью гироскопа
- •Процедура зарезки
- •Процедура
- •Процедура
- •Рисунок 7-3
- •Затяжка = Усилие на крюке при подъеме - теоретическая нагрузка на крюке
- •УВЕЛИЧЕНИЕ ЗАТЯЖКИ ПРИВОДИТ К ПРИХВАТУ
- •УВЕЛИЧЕНИЕ ЗАТЯЖКИ ПРИ ПОДЪЁМЕ ПРИВОДИТ К ПРИХВАТУ
- •КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ ПЕРЕД ПРИХВАТОМ
- •УВЕЛИЧЕНИЕ МОМЕНТА ПЕРЕД ПРИХВАТОМ
- •ПАРАМЕТРЫ РАСТВОРА
- •Таблица 7-1
- •ЗАВИСИМОСТЬ ГЛУБИНЫ ОТ ВРЕМЕНИ ДЛЯ ОТКРЫТОЙ СКВАЖИНЫ
- •ОБРАЗОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОРКИ
- •Рисунок 7-12
- •ЭРРОЗИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОРКИ
- •ОСКОЛКИ ПОРОДЫ ВОКРУГ КНБК УВЕЛИЧИВАЮТ ЗАТЯЖКУ.
- •Причины для беспокойства
- •Настораживающие признаки
- •Настораживающие признаки
- •Рисунок 7-21
- •Настораживающие признаки
- •Идентификация прихвата
- •Превентивные действия
- •Настораживающие признаки
- •Идентификация прихвата
- •Превентивные действия
- •Настораживающие признаки
- •Идентификация прихвата
- •Превентивные действия
- •Настораживающие признаки
- •Идентификация прихвата
- •Превентивные действия
- •4.2.8. Некалиброванный ствол
- •Настораживающие признаки
- •Идентификация прихвата
- •Превентивные действия
- •Идентификация прихвата
- •Проевентивные действия
- •ОБРАЗОВАНИЕ ЖЕЛОБКОВ
- •Рисунок 7-27
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
304 |
Глава 3 |
Руководство по предотвращению |
|
Раздел 7 |
прихвата буровой колонны |
|
|
|
ОБРАЗОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОРКИ
Для |
того, чтобы |
По |
мере |
миграции |
Утолщение |
фильтра- |
|||
фильтрационная корка мог- |
фильтрата |
в |
проницаемую |
ционной |
корки приводит к |
||||
ла образоваться, необ- |
формацию, |
стенки ствола |
образованию барьера, кото- |
||||||
ходимо, чтобы гидростати- |
действуют подобно экрану и |
рый |
уменьшает |
величину |
|||||
ческое давление столба рас- |
препятствуют прохождению |
протекающего в |
формацию |
||||||
твора было больше дав- |
твердых |
частиц |
раствора. |
фильтрата. По мере умень- |
|||||
ления в формации и фор- |
Эти твердые частицы скап- |
шения |
|
потерь |
фильтрата, |
||||
мация должна быть прони- |
ливаются |
|
и |
образуют |
образование |
фильт- |
|||
цаемой. |
|
фильтрационную корку. |
рационной корки замедля- |
||||||
|
|
|
|
|
|
ется |
и |
самопроизвольно |
|
Рисунок 7-12 |
|
|
|
|
|
прекращается. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для образования фильтрационной корки необходимо, чтобы давление раствора было больше, чем давление в формации и, чтобы формация была проницаема. Фильтрационная корка образуется в течение определенного периода времени. Во время бурения формации долотом, жидкая фаза раствора, захватывая фильтрат начинает просачиваться в породу.
Стенки ствола скважины действуют подобно фильтру, задерживая твердые частицы, которые находятся в растворе. Со временем, твердая фаза накапливается, образуя фильтрационную корку. Фильтрационная корка действует как барьер для дальнейшей миграции фильтрата в формацию. В некоторый момент времени фильтрационная корка становится достаточно толстой и полностью изолирует формацию от дальнейшего протекания фильтрата в породу. С этого момента фильтрационная корка перестает расти, т.к. фильтрат больше не проникает в формацию.
На рост фильтрационной корки и ее конечную толщину влияет множество фак-
торов.
а) большее дифференциальное давление ускорит рост фильтрационной корки. Конечная фильтрационная корка будет толще, т.к. в этом случае необходимо сильнее противостоять более высокому давлению раствора.
b) При возрастании концентрации твердых осколков бурения в растворе, фильтрационная корка становится более пористой и проницаемой. Это ускоряет ее рост и увеличивает ее конечную толщину. Идеальной может считаться тонкая, твердая фильтрационная корка, образовавшаяся только из твердой фазы бурового раствора.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Глава 3 |
Руководство по предотвращению |
305 |
Раздел 7 |
прихвата буровой колонны |
|
|
|
|
с) Чем меньше потеря воды или фильтрата из бурового раствора, тем тоньше и тверже будет фильтрационная корка.
В случае бурения песчаника при высоком давлении раствора, дифференциальное давление может быть достаточно большим для образования мощной фильтрационной корки и прихвата КНБК во время бурения. Пример 1 в конце этой главы иллюстрирует это. Наилучшим вариантом в этом случае может быть точное определение порового давления и снижение по возможности веса бурового раствора или установка обсадной колонны.
4.Если труба остается в неподвижном состоянии в течение длительного периода времени и при этом контактирует с песком, то ситуация становится еще более плохой. Фильтрационная корка стремится опоясать трубу и, таким образом, увеличить площадь контакта. Теперь площадь контакта возрастает и увеличивается фактор трения т.к. появляется зона фильтрационной корки не контактирующая напрямую с буровым раствором. В результате, требуется гораздо большая затяжка для освобождения колонны.
5.При бурении может образовываться эрозия фильтрационной корки, связанная с воздействием некоторых частей колонны на некоторые участки ствола. Однако, это влияет лишь на небольшой участок ствола скважины. При спускоподъемных операциях так же может быть поврежден какой - то участок фильтрационной корки. Наилучшим способом борьбы с коркой является такой, при котором большая часть корки удаляется из скважины.
ВЛИЯНИЕ ОСКОЛКОВ ПОРОДЫ НА ТОЛЩИНУ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОРКИ
ВЫСОКАЯ |
|
НИЗКАЯ |
КОНЦЕНТРАЦИЯ |
|
КОНЦЕНТРАЦИЯ |
ТВЕРДЫХ ОСКОЛКОВ |
|
ТВЕРДЫХ ОСКОЛКОВ |
ПОРОДЫ |
|
ПОРОДЫ |
давление раствора |
твердая фаза раствора |
давление раствора |
поровое давление |
осколки породы |
поровое давление |
|
при высокой концентрации |
при малой концентрации |
мелких осколков породы |
осколков породы, фильт- |
фильтрационная корка по- |
рационная корка получа- |
лучается толстой |
ется тонкой и это умень- |
|
шает вероятность диффе- |
|
ренциального прихвата |
Рисунок 7-13 |
|
|
|
|
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
306 |
Глава 3 |
|
Руководство по предотвращению |
|
Раздел 7 |
|
прихвата буровой колонны |
|
|
|
|
|
ЭРРОЗИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОРКИ |
||
Эрозия от бурильной трубы |
Эрозия от вайпера |
Калибровка ствола |
При бурении, одна сторона |
При спускоподъемных |
Калибровка ствола - наи- |
бурильной колонны давит |
операциях вайпера, стаби- |
лучший метод удаления |
на одну сторону ствола. |
лизаторы и долото разру- |
фильтрационной корки, но, |
вращение трубы приводит к |
шают большую часть |
требует очень много вре- |
истиранию части фильт- |
фильтрационной корки |
мени |
рационной корки. |
проходя через нее. |
|
Рисунок 13-15
Настораживающие признаки :
•Проницаемые формации в открытом стволе.
•Толстая фильтрационная корка (большая потеря воды /высокая концентрация твердой фазы / большое дифференциальное давление).
•Большое дифференциальное давление в районе проникаемой формации.
•Высокое значение крутящего момента / затяжки после того как колонна оставалась неподвижной.
•Чем дольше соединение, тем больше затяжка (развивается фильтрационная корка).
•Скважина достигла района истощенного резервуара.
Иидентификация прихвата :
•Перед прихватом колонна находилась в неподвижном состоянии.
•Возможна полная циркуляция, но изменения прокачки ничего не меняет.
•КНБК проходит толстый слой проникаемой формации.
•Избыток давления в районе КНБК.
•Силы прихвата становятся больше со временем. превентивные действия
1. Планирование :
а) Идентификация любой проникаемой формации, способной привести к возникновению дифференциального прихвата.
b) Оценка давления проникаемой формации с использованием данных с близкорасположеных скважин, доступных RFT, DST или текущих значений параметров со своей скважины.
с) При высокой вероятности возникновения дифференциального прихвата, подумайте об изменении компоновки колонны или об изменении плана обсадки.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Глава 3 |
Руководство по предотвращению |
307 |
Раздел 7 |
прихвата буровой колонны |
|
|
|
|
d) Запланируйте заблаговременное использование смазывающих веществ. Такого рода жидкость должна быть в месте возникновения дифференциального прихвата. Исследования показывают, что смазывающие жидкости должны быть на месте возникновения прихвата в течение 4 часов, иначе вероятность освободить колонну становится менее 10%.
е) Необходимо иметь на буровой оборудование высококачественной очи стки бурового раствора для контролирования концентрации твердых частиц.
f) Применяйте наименьшие наружние диаметры бурильных труб для того, чтобы свести к минимуму площадь контакта с фильтрационной коркой.
НО : Уменьшая наружный диаметр бурильных труб ,необходимо помнить о затрубных скоростях и очистке забоя.
2. Мероприятия на буровой.
а) Поддерживайте вес бурового раствора на минимально безопасном уровне. Как можно точно соблюдайте правило : давление необходимо поддерживать таким, чтобы дифференциальное давление было равно 200 psi. Это поможет держать минимальное давление в районе высокой проницаемости. Когда возникнут проблемы с сопротивлением при спускоподъемных операциях, снижайте вес бурового раствора небольшими “ шагами “
(0,3 ppg) и проследите за развитием улучшения положения с затяжкой. Внимательно следите за проявлением признаков выброса при уменьшении веса раствора.
b) Следите за дифференциальным давлением при прохождении проницаемых формаций настолько аккуратно, насколько это возможно. Это лучше делать путем вычерчивания профиля давления для открытой скважины.
с) Поддерживайте прочный, тонкий слой фильтрационной корки и следите за тем, чтобы содержание солей в растворе было минимальным.
d)Используйте бурильные трубы с винтовыми поверхностями и сводите
кминимуму нестабилизированные секции КНБК.
е) Если нет проблем с трением колонны о стенки скважины, то подумайте о применении некалиброванных стабилизаторов и остерегайтесь пользоваться ими.
f)Старайтесь все время поддерживать колонну в движении. Предпочтительным является возвратнопоступательное движение, поскольку при этом возможно измерять затяжку. При невозможности осуществления такого движения - вращайте колонну. Это лучше, чем оставлять ее неподвижной.
g)Длину КНБК старайтесь сделать как можно короче. Пользуйтесь утяжеленными бурильными трубами вместо применения длинной секции нестабилизированных труб.
h)Избегайте исследование скважины методами, требующими неподвижного положения колонны в течение длительного периода времени. (применяйте
MWD).
I) Частые спускоподъемные операции вайпера через проницаемые зоны соскабливают фильтрационную корку и могут помешать сделаться ей слишком толстой.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
308 |
Глава 3 |
Руководство по предотвращению |
|
Раздел 7 |
прихвата буровой колонны |
|
|
|
4.2. МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИХВАТ
Механический прихват относится к граничной категории, которая включает в себя все типы прихватов, не относящихся к дифференциальному. Он может быть обусловлен следующими условиями бурения :
•Недостаточная очистка ствола.
•Причины, связанные со свойствами формаций.
1.Химически активные формации
2.Механическая стабильность
3.Формации с повышенным давлением
4.Крутое падение со склонностью к осыпанию или вспучиванию.
5.Рыхлые формации
6.Подвижные формации
•Некалиброванный ствол
•Образование желобов в стенках скважины
4.2.1. Недостаточная очистка ствола скважины
Если осколки породы не будут удаляться достаточно эффективно, то они будут оседать вокруг колонны, обычно в области КНБК, заваливая трубы и зажимая колонну до возникновения прихвата. Проблема усугубляется наличием утолщенных участков ствола, где затрубные скорости уменьшены. Осколки накапливаются и оседают в скважине.
Осколки соскребаются стабилизаторами и долотом при движении КНБК в верх. Они накапливаются на поверхностях стабилизаторов и долота как видно из рисунка ниже. Затяжка будет увеличиваться до тех пор, пока количество осколков не окажется достаточным для возникновения прихвата КНБК.
Скважины с высоким углом бурения являются более трудными для очистки, чем вертикальные из-за выпадения твердых частиц на нижнюю стенку ствола. В вертикальных скважинах, при условии высокой скорости циркуляции, очистка ствола не вызывает проблем. В наклонных скважинах с углом более 30 град., осколкам породы, чтобы упасть на нижнюю стенку забоя, нужно пройти короткую дистанцию. Образуется подстилка из осколков, которую не так - то легко удалить. Во время подъема колонны, эти осколки соскребаются верхними поверхностями стабилизаторов и долота, где, накапливаясь, могут образовать пробку и заклинить колонну.
На диаграмме внизу показаны различные скорости в затрубном пространстве, необходимые для очистки стволов с увеличивающимся наклоном. Реальные скорости в затрубном пространстве, необходимые для очистки, зависят от свойств бурового раствора и размеров частиц.
В скважинах с наклоном стволов в пределах 50 - 60 град, подушка из осколков стремится сползти вниз при остановке прокачки и это приводит к серьезным проблемам с их очисткой.
При углах наклона больше 60 град., подушка из осколков остается неподвижной при остановке насосов.
Крутящий момент и давление прокачки часто возрастают одновременно из-за недостаточной очистки забоя. При прокачке жидкости в течение длительного времени. осколки поднимаются выше КНБК и при возобновлении бурения давление и крутящий момент нормализуются. Если каждый раз момент и давление изменяются таким образом, то это прямо указывает на недостаточную очистку скважины.