- в зоне поглощения и 100м выше - 0,3-0,4 м/с;
- выше зоны поглощения на 100-300м - 0,5-0,7 м/с;
- ниже башмака последней колонны - 0,7-0,9 м/с.
(не доходя до зоны поглощения 300м)
Обнаружение и ликвидация поглощений
Начало бурения горных пород, склонных к частичному или полному поглощению бурового раствора характеризуется резким увеличением механической скорости (“скачок”) в виде провала бурильного инструмента.
Учитывая возможность поглощений бурового раствора различной интенсивности при бурении и СПО бурильного инструмента необходимо следить за выходом циркуляции и за уровнем бурового раствора в циркуляционной системе буровой установки с обязательной установкой автоматического указателя уровня типа УП-11М либо ЭХО-3 в приемной и доливной емкостях.
Выбор способа и технологии проведения изоляционных работ производится технологической службой бурового подрядчика в зависимости от категории зон осложнения подбором изоляционных средств
Изоляционные работы в поглощающей скважине производятся при полном вскрытии осложнённого пласта. Изоляция по мере вскрытия пласта допускается при больших потерях бурового раствора, невозможности углубления скважины. Если вскрыто несколько поглощающих пластов, то производится их последовательная снизу вверх изоляция.
Оценка условного раскрытия поглощающих каналов может быть произведена как по механическому каротажу, так и анализу шлама из зоны поглощения.
Если проведенные изоляционные работы не привели к ликвидации поглощения (катастрофическое, сопровождающее полным уходом бурового раствора), то дальнейшее бурение под кондуктор допускается производить на технической воде с постоянным её набором.
При катастрофических поглощениях (более 40-50 м3/час.) предусмотреть технологию спуска профильного перекрывателя (“гофры”) без потери диаметра скважины (производитель ОЛКС - ЗАО “Перекрыватель” (Татарстан, г.Азнакаево). Инженерное сопровождение работ осуществляет разработчик технологии локального крепления - сервисная компания “ТатНИПИнефть” (Татарстан, г.Бугульма).
Технология гидроакустической обработки стенок скважины.
Для успешного прохождения интервалов зон поглощений при бурении направления, кондуктора и эксплуатационной колонны рекомендуется применение технологии гидроакустической обработки стенок скважины. Известно, что при истечении из насадка затопленной струи бурового раствора со скоростью 60-20 м/с генерируется колебания звукового диапазона (до 17 Кгц) в жидкости. При использовании двух пересекающихся под углом 90 градусов высокоскоростных затопленных струй бурового раствора амплитуда колебаний удваивается, а их энергия возрастает в 4 раза. Поэтому обработка стенок скважины пересекающимися под углом 90 градусов высокоскоростными струями бурового раствора названа гидро-акустической, чтобы подчеркнуть, что используется акустическая энергия струй для достижения поставленной цели.
Гидроакустическая обработка стенок (при бурении) позволяет очистить стенки скважины от глинистой корки и сформировать низкопроницаемый (непроницаемый) экран внутри порового пространства горной породы. После этого, ввиду отсутствия фильтрации, она повторно не образуется. Поэтому и вероятность прихватоопасной ситуации и поглощений резко уменьшается.
Технология опробована в регионе Оренбуржья на буровой № 17 Песчаная Ф “Оренбургбургаз”, на скв. № 24 ЗПГ “Севербургаз”, на буровой № 411 Родниковской Бугурусланского УБР. Разработчик данного устройства ГНПП “Азимут” (контактное лицо - Зам.Директора В.В.Прокшин). ГНПП “Азимут” для ОАО “Газпром” на основе опытных работ разработан технологический регламент СТП-39-2.1-001-003 “Технология гидроакустической обработки стенок скважины”. Работы проводятся при роторном и турбинном бурении.
При бурении в зонах поглощений и прихватов рекомендуется применять в составе КНБК:
- под направление - излучатель ГИ-380;
- под кондуктор - излучатель ГИ-280(284);
- под эксплуатационную колонну - излучатель ГИ-203.
Изделие имеет соответствующие разрешения и выполняется по ТУ.
Предупреждение поглощения при бурении под эксплуатационную колонну сводится к регулированию гидродинамического давления путем ограничения скорости выполнения технологических операций. С целью уменьшения пускового давления включение бурового насоса производить с подачей бурового раствора 8-10 л/с с одновременным расхаживанием бурильной колонны с проворачиванием или вращением её ротором. Включение второго насоса производить после восстановления полной циркуляции и снижения давления до нормального. После восстановления циркуляции спуск колонны бурильных труб производить без её проворачивания ротором. После вскрытия зоны поглощения спуск инструмента производить с промежуточными промывками: в башмаке промежуточной колонны и в последующем через каждые 200-300 м. При этом скорость спуска бурильной колонны должна быть: ниже башмака промежуточной колонны и не доходя до зоны поглощения на 100 - 300 м - 0,5 - 0,7 м/с, в зоне поглощения и на 100 м выше - 0,3 - 0,4 м/с.
Изоляционные работы производятся при полном вскрытии осложнённого пласта согласно вышеприведённой методике.
При возникновении интенсивных поглощений их ликвидация должна производиться по специально разработанным и утвержденным руководством УБР планам работ. В особо сложных случаях, когда поглощения возникают при малых избыточных давлениях, могут быть использованы специальные методы бурения, при этом для бурения последующих скважин необходимо пересоставление проектно-сметной документации.
Мероприятия по предупреждению осложнений при креплении скважины
Все работы по предупреждению и ликвидации возникающих поглощений при цементировании скважины должны проводиться в соответствии “Комплексной методики…” [6].
Подготовка ствола скважины к спуску колонны:
1. В процессе последнего долбления параметры бурового раствора привести в соответствие.
2. Проработку ствола скважины привести при равномерных промывке и подаче долота. Скорость проработки не должна превышать 30-40 м/ч., режим должен соответствовать значениям. При проработке использовать компоновку КНБК
3. После окончания проработки ствола скважины произвести промывку до полной очистки бурового раствора от шлама и выравнивания параметров с доведением их до проектных “Правил безопасности…” [3].
4. При наличии поглощений необходимо принять меры по их ликвидации в соответствии с инструкции [8]. Проведение работ по изоляции пласта производится по специально составленным планам работ.
При планировании изоляционных работ рассчитывают объем смеси, определяют ее состав и свойства в соответствии с конкретными, определенными для данной скважины, данными об интенсивности поглощения и раскрытия основных поглощающих каналов пласта. Определяют способ доставки изоляционной смеси к зоне поглощения в место установки пакера, производят расчет параметров процесса изоляции и намечают мероприятия по безаварийному проведению работ.
В связи с вышеизложенным вид изоляции, материалы для смесей в работе не приводятся, финансирование фактически выполненных работ по изоляции поглощения на каждой конкретной скважине производится по исполнительным сметным расчетам [1].
Спуск и оснастка колонн обсадных труб
С целью качественного разобщения пластов, снижения давления на забой и поглощающие горизонты, предупреждение тем самым гидроразрыва пород и поглощений, предусмотрены следующие меры по оснастке и спуску обсадных труб:
Обсадные трубы кондуктора оснащаются на глубине 25-30м экранирующим устройством УЭЦС-245.
Скорость спуска кондуктора - не более 1м/с. Разгон колонны осуществлять плавно с обязательным включением вспомогательного тормоза лебедки.
Обсадные трубы эксплуатационной колонны оснащаются в соответствии с текстовой частью подраздела 2.5.
Спуск эксплуатационной колонны производить со скоростью - до кровли продуктивного пласта С2vr - не более 1м/с; далее - до проектной глубины спуска - не более 0,5м/с; разгон колонны осуществлять плавно с обязательным включением вспомогательного тормоза лебедки.
Циркуляцию при промежуточных промывках и на забое восстанавливать плавно, начиная одним насосом.
Цементирование колонны.
Во избежание поглощений цементных растворов:
- не допускать увеличения плотности тампонажных растворов, при необходимости принять меры к снижению ее аэрацией;
- поддерживать минимальную вязкость и водоотдачу тампонажных растворов;
- время загустевания тампонажного раствора должно превышать не менее чем на 20 минут продолжительность процесса цементирования.
Объем буферной жидкости при цементировании должен соответствовать проектному
Для исключения преждевременного загустевания раствора следует обеспечить равномерный безостановочный режим закачивания и продавливания тампонажных растворов.
Продавливание тампонажного раствора начинать с максимальной подачи и постепенно ее снижать по мере роста устьевого давления до минимального.
Для повышения закупоривающих свойств тампонажного раствора возможно использование добавок наполнителей до 8% в зависимости от конкретной интенсивности поглощений).
Финансирование работ, связанных с возможной ликвидацией поглощений при цементировании колонн в соответствии с ВСН 39-86 производится по исполнительным сметным расчетам.2.7.3 Предупреждение прочих возможных осложнений
Основным фактором по предупреждению данных осложнений является строгое соблюдение свойств и параметров бурового раствора, определенных в соответствии с геологическими характеристиками разреза скважины, технологически отработанными рецептурами, в том числе поставками химреагентов. Параметры и рецептуры обработки буровых растворов
Максимальное сокращение времени бурения и крепления ствола скважины, минимальное время нахождения бурильного инструмента без движения в скважине, связанное со строгим соблюдением технико-технологической и организационной дисциплины бурового предприятия.
Предупреждение прихватов достигается выполнением требований пунктов 2.7.3.1, 2.7.3.2 при обеспечении минимальной толщины (не более 0,5 мм) и минимальной липкости (не более 0,1-0,15 по прибору ФСК-2 за 1 мин.) глинистой корки, образующейся на стенках скважины, в зоне высокопроницаемых горизонтов, что достигается качественной обработкой бурового раствора.
2.7.4 Предупреждение аварий с бурильной колонной
Предупреждение аварий с бурильной колонной достигается выполнением следующих мероприятий:
Бурильная колонна должна быть рассчитана на прочность в соответствии с требованиями "Инструкции по расчету бурильных колонн", Госгортехнадзор России,
Бурильные трубы (комплекты), ведущие, утяжеленные бурильные трубы, переводники и опорно-центрирующие элементы бурильной колонны должны иметь выписанные паспорта до начала эксплуатации бурильного инструмента, которые заполняются в течение всего срока эксплуатации до их списания.
Свинчивание замковых резьб бурильных, ведущих, утяжеленных бурильных труб, переводников и элементов компоновки низа бурильной колонны должно проводиться в соответствии с рекомендуемыми заводами-изготовителями величинами моментов и использованием для контроля моментомеров.
Буровые предприятия должны иметь в пределах региона деятельности специальные средства для "левого" разворота бурильных труб в скважине при аварийных работах.
Строго соблюдаться режим бурения и использоваться компоновки низа бурильной колонны (КНБК) по интервалам бурения и конструкции бурильных колонн, предусмотренные в проекте
При длительных остановках или простоях скважин бурильный инструмент должен быть поднят в башмак обсадной колонны; периодически следует проводить шаблонировку открытого ствола, а при необходимости проработку до забоя. Периодичность проработок устанавливается технологической службой бурового предприятия.
При изменении технологии бурения, способа бурения.
При замене КНБК или его элементов, в т.ч. долота, забойного двигателя, отклоняющих устройств, опорно-центрирующих элементов, УБТ:
- произвести изменение режима бурения;
- при первом спуске новой компоновки принять меры предосторожности против заклинивания инструмента и забуривания нового ствола (ограничение скорости спуска инструмента, проработка интервалов посадок и др.);
3. СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
Введение к спец. разделу
Проблема создания надежной, герметичной и долговечной крепи с целью исключения межпластовых перетоков и заколонных газопроявлений, снижения обводненности остается одной из актуальных проблем. Для повышения герметичности цементного кольца в условиях осложненности ствола скважин используются расширяющиеся тампонажные материалы. При применении таких материалов эффект повышения герметичности цементного кольца связан с уплотнением фильтрационной корки на стенках скважин за счет линейного расширения раствора и цементного камня в радиальном направлении. Поэтому применение расширяющиеся тампонажные материалы будет наиболее эффективным в продуктивном, кавернозном интервале скважин большого диаметра. При этом чем меньше начальная толщина корки, тем будет больше эффект ее уплотнения. Скорости и движения растворов определяют интенсивность образования и разрушения коагуляционного, а также кристаллизационной структуры в них.