Предупреждение катастрофического поглощения бурового раствора

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 11Следующая ⇒

Задача предупреждения катастрофических поглощений бурового раствора в процессе бурения данной скважины состоит в раннем обнаружении начавшегося поглощения и своевременной его ликвидации.

Первая часть задачи - раннее обнаружение первых признаков поглощения и получение его характеристик - решается оператором-технологом службы ГТИ. Вторая часть задачи - своевременная ликвидация начавшегося поглощения, не допуская его развития до катастрофических размеров, - решается буровой бригадой согласно действующим инструкциям и данным оператора-технолога.

Для решения поставленной задачи оператор-технолог должен выявлять и оценивать следующие ситуации, возникающие в процессе проводки данной скважины:

- вскрытие зоны поглощения;

- частичное поглощение бурового раствора;

- спуск инструмента с поршневанием;

- поглощение при спуско-подъёмных операциях;

- полное поглощение.

Поглощение бурового раствора из скважины в пласт происходит при превышении давления в скважине над давлением начала поглощения (обычно оно несколько превышает пластовое давление).

К геологическим причинам поглощений можно отнести наличие хорошо проницаемых коллекторов в разрезе и зон аномально-низких пластовых давлений, к технологическим - завышенную плотность и водоотдачу бурового раствора, гидродинамические эффекты при движении инструмента и запуске насосов, а также рост давления в скважине при глушении.

По интенсивности поглощения условно разделяются на частичные (без потери циркуляции), полные (циркуляция отсутствует, но уровень находится у устья скважины) и катастрофические (со значительным падением уровня бурового раствора в скважине ниже устья).

Вскрытие поглощающего интервала в процессе механического бурения отмечается ростом механической скорости проходки, изменением крутящего момента и одновременным (а возможно и несколько запаздывающим) падением уровня раствора в рабочей емкости.

Как правило, при небольшой интенсивности поглощения бурение продолжается в условиях частичного поглощения. Прямые признаки поглощения - снижение уровня раствора в рабочих емкостях и скорости потока на выходе из скважины. Скорость потока в связи с малой чувствительностью небольшую интенсивность может не отметить. Косвенные признаки поглощения - снижение давления на входе и колебания на фоне снижения, а также снижение температуры раствора на выходе.

Вскрытие зоны поглощения (бурение в условиях частичного поглощения) может происходить с изменяющейся интенсивностью поглощения. Снижение интенсивности является результатом кольматации каналов фильтрации пласта и образования глинистой корки и наблюдается, как правило, при вскрытии коллекторов порового типа или порово-трещинного типа, но невысокой проницаемости. Такая ситуация не требует принятия специальных мер по ликвидации поглощения, поскольку оно самоликвидируется со временем.

Постоянная интенсивность поглощения при продолжающемся вскрытии той же зоны свидетельствует о достаточно большой проницаемости и затруднительной кольматации пласта, и дальнейшие работы будут зависеть от величины этой интенсивности.

Самую опасную ситуацию отражает возрастающая во времени интенсивность поглощения, когда требуется принятие немедленных мер по облегчению и обработке раствора, введению наполнителя и т.п. с целью не допустить дальнейшего развития поглощения до катастрофических размеров.

Очень характерной и весьма опасной ситуацией (относительно катастрофических поглощений) является вход в сильнокавернозные, закарстованные породы с низким пластовым давлением. При их вскрытии резкий рост скорости выражается в провалах инструмента, а падение уровня в емкости начинается практически одновременно с провалами и сразу с большой интенсивностью.

В некоторых случаях при небольшой интенсивности поглощение прекращается после выключения циркуляции (уровень в скважине находится у устья). Данный случай, как и бурение со снижающейся интенсивностью, не представляет большой опасности и не требует принятия специальных мер по ликвидации поглощения и изоляции зоны поглощения. Снизить интенсивность или прекратить поглощение можно снижением расхода на входе в скважину и регулированием реологических свойств раствора. Если после выключения циркуляции уровень в скважине продолжает снижаться, но в процессе промывки интенсивность остается постоянной или незначительно растет, то выбор решения по дальнейшему ведению работ будет зависеть от возможности прекращения поглощения путем облегчения раствора. Оператор-технолог делает расчет величины давления начала поглощения и соответствующей ему плотности раствора. На основании этих расчетов и имеющихся инструкций буровая бригада принимает решение.

Таким образом, при появлении первых признаков поглощения в процессе бурения или промывки оператор-технолог предупреждает буровую бригаду, определяет объем и интенсивность поглощения, в некоторых случаях определяет давление начала поглощения и требуемую плотность раствора, и сообщает данные буровой бригаде.

Следует особо отметить, что бурение в условиях частичного поглощения значительно повышает опасность зашламления забоя и прихватов инструмента как вследствие эашламления, так и в результате высокого дифференциального давления между скважиной и пластом и образования корки.

Объем и интенсивность поглощения бурового раствора из скважины в пласт определяются по изменению уровня (объема) бурового раствора в рабочих емкостях.

Объем поглощения определяется как общее снижение объема в рабочей емкости с начала появления аномалии поглощения на кривой регистрации уровня

V_погл=Dh× S (4)

где Dh – снижение уровня в емкости (м), площадью 5(м ).

Текущее значение объема поглощения постоянно контролируется (с учетом всевозможных технологических изменений объема в емкостях) и сообщается буровой бригаде.

Интенсивность поглощения определяется как снижение объема раствора в рабочей емкости за единицу времени

(5)

где Dh – снижение уровня в емкости, м, за время Dt (ч).

В процессе механического бурения интенсивность поглощения определяется с учетом естественного снижения объема раствора в рабочей емкости за счет заполнения раствором вновь образованной части ствола скважины. Скорость естественного снижения объема раствора (м³/ч) определяется по формуле

(6)

и является отрицательной составляющей интенсивности поглощения, определенной по формуле (5).

Изменение интенсивности поглощения в любую сторону требует повторного ее определения и сообщения буровой бригаде.

На поглощение бурового раствора в процессе спускоподъемных операций указывает уменьшение объема вытесняемого из скважины бурового раствора против объема металла спускаемых в скважину труб.

Контроль за поглощением при спуске осуществляется с помощью карты спуска бурильной колонны в скважину, которая в отличие от карты долива не является обязательной к заполнению. Она заполняется оператором либо при наличии в открыток части ствола поглощающих интервалов, выделенных в процессе вскрытия или предыдущих спуско-подъёмных операций, либо по требованию буровой бригады.

Шапка карты спуска заполняется аналогично шапке карты долива. Расчетный объем вытесняемого раствора определяется как. сумма объема металла спущенных труб, нормальных фильтрационных потерь и пленки раствора на поверхности труб. Сумма последних двух слагаемых определяется экспериментально как разница между объемом металла извлеченных труб и объемом вытесненного раствора при отсутствии поглощения или притока.

Фактический объем вытесненного из скважины раствора определяется как повышение объема в емкости за время спуска очередного количества свечей. Баланс объема определяется как разница между фактическим и расчетным объемами вытеснения. Расчет приводится после спуска каждых 10-15 свечей .

При появлении отрицательного баланса, превышающего нормальное отклонение объема, или повторного отрицательного баланса в пределах нормального отклонения буровой бригаде сообщается величина этого баланса, после чего буровая бригада, как правило, прекращает спуск и проверяет положение уровня в скважине. Решение по дальнейшим работам принимается буровой бригадой на основе данных баланса вытеснения в соответствии с инструкциями.

Свеча- это две свинченные между собой трубы НКТ

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒