Породы-коллекторы

 

1) Согласно рекомендациям и заданному дебиту

 

 

выбираем диаметр эксплуатационной колонны равный 127 мм. .

Принимаем эксплуатационную колонну  безмуфтового соединения.

2) Диаметр долота при бурении  под эксплуатационную колонну.

 

 

где: - минимальная допустимая разность диаметров ствола скважины и обсадной колонны.

Принимаем .

 

3) Внутренний диаметр промежуточной  колонны.

 

.

 

Принимаем .

 

4) Диаметр  долота при бурении под промежуточную  колонну.

 

.

 

Принимаем .

5) Внутренний диаметр кондуктора.

 

 

Принимаем

6) Диаметр долота при бурении  под кондуктор.

 

.

 

Принимаем .

7) Внутренний диаметр направляющей  колонны.

 

.

 

Принимаем .

 

8) Диаметр долота при бурении  под направляющую колонну.

 

.

 

Принимаем .

Построение конструкции  скважины ведется по проектному геологическому разрезу снизу вверх, начиная с конечного диаметра бурения. Так как бурение ведется под геологоразведочную колонну, то все интервалы бурения будут обсаживаться и цементироваться.

Конструкция скважины предусматривает:

• Направляющая
• Кондуктор
• Промежуточная обсадная колонна
• Эксплуатационная колонна

 

Анализ инженерно-геологических условий бурения

 

1. Набухание возникает при вскрытии глиносодержащих отложений (монтморелонит и др.) вступающих в Физико-химическое взаимодействие с фильтратом бурового раствора.

При этом осложнении может  уменьшиться диаметр ствола скважины, повыситься гидравлическое сопротивление, может произойти заклинивание долота, не допуск обсадных колонн.

2. Поглощение промывочной жидкости обусловлено соотношением давления в скважине и пласте, со вскрытием пористых и трещиноватых пород.

Основными мероприятиями  предупреждающими поглощения являются:

• Снижение плотности, снижение водоотдачи, повышение вязкости
• Ограничение скорости спуска бурильных и обсадных колонн
• Закачка «мягких» пробок (тампона)

При поглощении возможно осыпание стенок скважины, т.е. надо использовать растворы с пониженным содержанием воды.

3. Коагуляция это нарушение агрегативной устойчивости дисперсной системы вследствие слипания частиц ее дисперсной фазы под действием молекулярных сил притяжения.

Дисперсные системы  в отличие от глинистых растворов  – малоустойчивые

В данном ракурсе коагуляция –  гидрофобная (полное расслоение дисперсной системы на твердую и жидкую фазы, образуются хлопья и выпадают в плотный  осадок). Гидрофобная т.к. в пласте есть катионы Ca⁺⁺

1)Интервалы без осложнений

Пачка №4, интервал от 1100 – 1500 м., доломит, мергель.

При бурении этого интервала  возможно обогащение катионами Ca⁺⁺ и Mg⁺⁺, что может привести к коагуляционному загущению раствора. Необходимо в раствор вводить защитные респекты (лигносульфонаты).

1820-2040 м песчаник с песком, доломит.

При перебуривании этого интервала  возможно обогащение катионами Са(2+)и  Mg⁺ , что может привести к коагуляционному загущению раствора. Необходимо в раствор вводить защитные респекты (лигносульфонаты).

2040-2250 м Песчаник аргилит глина с галькой.

На данном участке промывочная жидкость должна обладать ингибирующими и крепящими  свойствами, а так же минимальным  показателем фильтрации.

2530-2550 м.  Известняк.

Раствор должен обладать способностью к прогрессивному способу бурения.

2) Интервалы с осложнениями

0 - 200 м наблюдается поглощение бурового раствора.

Пласт поглощает буровой раствор  только при условии, когда давление столба бурового раствора превышает  давление жидкости в пласте и проницаемость  раствора достаточно высока. Поглощение соответствует 10-ой категории (к = 10).

Поглощение такой интенсивности  можно ликвидировать путем ввода в промывочную жидкость наполнителя, уменьшающего поглощающую способность с последующим тампонированием интервала поглощения, при необходимости. Предусматриваем ввод пластинчатого целлофана в количестве 6 - 8 % к объему жидкости наблюдаются обвалы.

Фильтрат бурового раствора, проникая по трещинам и каналам таких пород, уменьшает связность между их частицами, которые затем обрушаются в ствол скважины. Чтобы этого  избежать, необходимо улучшить качество раствора за счет повышения его реологических параметров, а также необходимо уменьшить показатель фильтрации бурового раствора для исключения набухания глинистых пород. Кроме того, обвалы горных пород могут происходить за счет действия бокового давления этих пород, превышающего гидростатическое давление на данной глубине.

200-600 м наблюдаются набухание осыпи и набухание

Фильтрат бурового раствора, проникая по трещинам и каналам таких пород, уменьшает связность между их частицами, которые затем обрушаются в ствол скважины. Чтобы этого  избежать, необходимо улучшить качество раствора за счет повышения его реологических параметров, а также необходимо уменьшить показатель фильтрации бурового раствора для исключения набухания глинистых пород. Кроме того, обвалы горных пород могут происходить за счет действия бокового давления этих пород, превышающего гидростатическое давление на данной глубине.

В интервале от 600 до 1100 м наблюдаются осыпи и обвалы.

Необходимо улучшить качество раствора за счет повышения его реологических параметров, а также необходимо уменьшить показатель фильтрации бурового раствора для исключения набухания глинистых пород.

1500-1820 м. Песчаник, аргелиты.

Осложнения: Коагуляция.

Для проходки данной пачки следует  использовать промывочную жидкость, которая будет разжижать кальциевые глинистые растворы и препятствовать коагуляции.

2250-2530 м. Известняк.

 

Формирование требований к промывочным жидкостям и выбор их видов

 

Номера слоёв.	Интервал м.	Характеристики пород.	Рациональный тип промывочной  жидкости.
1	2	3	4
1	0-200	Чередование глин, песка с галькой.	Полимерноглинястый раствор Гипан(к-4) КМЦ-350 известь + целлофановая крошка
2	2200-600	Глины песок.
3	600-1100	Чередование песка с галькой  Глины песчанистые	Полимерноглинястый раствор
4	1100-1500	Доломиты Мергель.	Глинистый раствор обработанный защитными реагентами
5	1500-1820	Песчаник аргелиты
6	1820-2040	Песчаник с песком доломит
7	2040-2250	Песчаник аргиллит глина с галкой
8	2250-2530	Известняки	Раствор на углеводородной основе (ИБР)
9	2530-2550	Известняки	ИБР, после перебуривания интервала с нефтепрявлениями

 

 

Разработка рецептуры  промывочных жидкостей и выбор  их основных технологических параметров

 

Интервал 1 и 2 . (0 - 200 м), (200-600)

Породы сложены чередованием глин, песков с галькой. Поглощение к=10, обвалы.

Глина и песок. Набухание осыпи поглощение.

Для обеспечения бурения  в данном интервале предусматриваем  применение полимерглинистого раствора.

В состав раствора входят: вода, бентонитовая глина, полимерный реагент - модификация гипана (к - 4), который позволяет при концентрации 0,4 - 0,5% снизить водоотдачу до Фзо ~ 4-6 см³ и увеличить вязкость исходного раствора. Кроме того, полимерный реагент обладает стабилизирующим действием по отношению к глинистым породам и за счет образования полимерглинистой корки закрепить песчаногалечные отложения.

Для усиления стабилизирующего действия и снижения показателя фильтрации предусматривается ввод КМЦ-350 в  количестве 0,5 - 0,7 %.

Полимерные растворы представляют собой водные растворы высокомолекулярных полимеров, структурированные малыми добавками бентонита или без него. Эти растворы предупреждают диспергирование разбуриваемых пород и повышают содержание твердой и глинистых фаз в растворе. Так же в состав раствора вводятся П.АА, флоккулирующий кальциевую глину и грубодисперс-ную фракцию выбуренной породы .

Для получения необходимых  ингибирующих свойств раствор обрабатывается известью в количестве 0,3% т.к. известь  является источником катионов Са и  процесс взаимодействия Са '' с горной породой сопровождается образованием кондексационно-кристаллической структуры, укрепляющей стенки скважины. Для получения такой структуры в раствор вводятся лигносульфона-ты: ССБ - 3%, ОССБ - 1%. Выше перечисленные разжижители являются стабилизаторами дисперсных систем и создают мощные гидратные оболочки на частицах твердой фазы. Наряду с этими свойствами разжижители способны снижать водоотдачу и влияют на качество фильтрационной корки. Возможно поглощение (к = 10). бурении в таких породах промывочная жидкость должна обладать улучшенными реологическими свойствами для исключения ее ухода в трещины. Кроме того, целесообразно при бурении таких пород вводить в состав жидкости наполнитель в виде целлофановой крошки для снижения интенсивности поглощения в сочетании с улучшенными реологическими свойствами.За счет полимерного реагента - ГПАА и целлофановой крошки. Таким образом, в состав данного раствора входят следующие химические реагенты:

1. Модификация гипана (к-4) - 0,1%

2. Известь Са(ОН)₂ - 0,3%

3. Каустическая сода NaOH - 0,3%

4. Полиакриламид - ГПАА - 0,5%

5. КМЦ-350-0,7%

Целлофановая крошка -6-8%, целлофан пластинчатый. Размер хлопьев 13-19 мм

Технологические параметры  глинистого полимерного раствора [1].

р - плотность - 1,08 г/см³.

Т - условная вязкость - 30 - 40 с.

Фзо - показатель фильтрации - 5 - 8 см за 30 мин.

Ɵ₁иƟ₁₀ - статическое напряжение сдвига - 30 дПа и 60 дПа.

Реологические параметры [3].

µ _n - пластическая вязкость - 0,006 Па-с.

τ₀- динамическое напряжение сдвига - 2,0 Па.

µ _э - эффективная вязкость

 

µ _э = 0,006 + 2/6 = 0,34 Па-с.

рН - показатель щелочности - 8,0 - 8,5.

Интервал 3. (от 600 до 1100)

Предусматриваем применение раствора того же что и в слое 1,2.

Чередование песка с  галькой, глина песчанистая –  обвалы, осыпи

При бурении в интервале 600 - 1100 дополнительно  предусматриваем, что примерно с глубины 900 м. для исключения обвалов будем вводить баритовый утяжелитель. Барит BaSO₄ минерал белого цветар = 4,48 г/см³. Используем баритовый концентрат КБ - 1 [4]. Доведем плотность раствора при бурении в интервале 900 - 1100 м до 1,4 г/см³ при этом необходимо вести 600 - 700 кг утяжелителя на 1 м³ раствора при плотности баритового концентрата 4,2 г/см . Таким образом, в этом интервале плотность раствора составляет/) = 1,4 г/см , а другие технологические параметры остаются без изменения.

Интервал 4,5, 6 и 7. (1100 – 1500 , 1500 - 1820 , 1820-2040м и 2040-2250м)

Доломит, мергель, возможна коагуляция раствора.

Песчаники и аргиллиты.

Песчаник с песком,доломит.

Песчаник, аргелит, глина  с галькой.

При перебуривании пород  этого интервала будет происходить коагуляция раствора за счет катионов Са^ и Mg⁺⁺, поступающих из перебуриваемых доломитов и мергелей. Кроме того, глинистые включения в мергелях будет способствовать обогащению раствора глинистыми породами, что будет приводить к его загущению. Исходя из этого, необходимо катионы Са⁺² и Mg⁺² связывать введенной в состав раствора кальцинированной содой Na₂CO3- Для исключения коагуляционного загущения раствора, а так же загущения за счет обогащения твердой фазой, необходимо в состав раствора вводить УЩР, который подавляет структурообразование раствора и снижает показатель фильтрации, а так же ССБ, которая позволит избежать коагуляционного запущения раствора и снизит водоотдачу, затем СаСЬ, который обладает ингибирующим действием по отношению к глинистым пропласткам [1].