Что такое поглощение в бурении
Поглощение бурового раствора
ТЕМА 7 Осложнения в процессе бурения скважин
знать:
Уметь:
При бурении скважин в зависимости от геологического разреза возникают различные осложнения, возникновение которых необходимо предупреждать. В противном случае осложнение может перейти в тяжелую аварию, которая приведет к увеличению сроков строительства скважины, материальных затрат, а в некоторых случаях и к ликвидации скважины.
Осложнение – это затруднение углубления скважины, вызванное нарушением ее состояния. Наиболее распространенные виды осложнений:
Поглощение бурового раствора – это переток бурового раствора из скважины в пласт. Это самый распространенный вид осложнений при бурении скважин.
Основные причины поглощения бурового раствора:
1. Превышение давления столба жидкости в скважине над пластовым.
На возникновение поглощений влияют два фактора:
1. Геологический – тип поглощающего пласта, его мощность, глубина залегания, величина пластового давления, характеристика пластового флюида.
2. Технологический – количество и качество подаваемого в скважину бурового раствора, способ бурения, скорость проведения СПО.
В зависимости от интенсивности поглощения различают 3 категории
1.Малая интесивность 3 /час
2.Средняя интенсивность 40-60 м 3 /час
3.Высокая интенсивность > 60 м 3 /час
При катастрофических поглощениях буровой раствор не выходит из скважины, а полностью поглощается пластом.
Методы предупреждения возникновения поглощений:
1. Снижение гидростатического и гидродинамического давлений на стенки скважины. Регулирование свойств бурового раствора, прежде всего плотности.
2. Регулирование скорости СПО.
3. Определение оптимального зазора между бурильными трубами и стенками скважины с целью уменьшения перепада давления в затрубном пространстве.
4. Изменение конструкции скважины с целью избежания воздействия утяжеленного раствора на необсаженную часть горных пород, склонных к гидроразрыву.
Методы ликвидации поглощений:
1. Снижение плотности бурового раствора с целью уменьшения противодавления на пласт.
2. Для снижения интенсивности поглощения добавление в раствор наполнителей.
Для борьбы с поглощениями широко применяются пакеры разных конструкций, которые герметизируют и разобщают затрубное пространство с целью:
· предотвращения разбавления тампонирующих смесей;
· задавливания тампонирующих смесей в поглощающие каналы;
· определения места поглощающего пласта, методом последовательных опрессовок ствола сквважины.
Если вскрыто несколько поглощающих пластов на различных глубинах, то применение пакера позволяет последовательно заливать цементный раствор снизу вверх без затраты времени на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента). При этом поглощающие пласты не влияют друг на друга.
Применяющиеся пакеры при изоляции зон поглощения подразделяются на 2 группы:
По принципу действия пакеры многократного действия делятся на:
Наиболее распространенный пакер гидравлико-механического действия конструкции ТатНИИ.
Перед спуском пакера в скважину промывочные отверстия переводника перекрывают поршнем и фиксируют в нужном положении винтами. Четыре плашки пакера расположены на кольце, которое опирается на четыре кулачка. Плашка удерживается в транспортном положении двумя пружинами. В рабочее положение плашки выводятся за счет давления жидкости. В нижнюю часть ствола пакера ввинчивается обратный клапан, который предотвращает обратное движение цементного раствора после закачки.
После спуска пакера в скважину до необходимой глубины в бурильные трубы закачивается буровой раствор, а т.к. обратный клапан создает сопротивление движению раствора, то в стволе пакера повышается давление. Под действием давления штифты срезаются и плунжер с плашками движется вверх. Конус отжимает плашки к стенкам скважины и при посадке (подачи вниз) бурильных труб плашки окончательно заклинивают пакер. Резиновый элемент, находящийся выше плашек, сжимается, разобщая зону поглощения от затрубного пространства. Цементный раствор закачивают в поглощающий пласт, а пакер извлекают на поверхность. При подъеме конус освобождает плашки, которые пружиной возвращаются в транспортное положение.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Нефть, Газ и Энергетика
Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам
Предупреждение и борьба с поглощениями бурового раствора
Основные причины поглощения бурового раствора. Поглощение промывочной жидкости объясняется, во-первых, превышением давления столба жидкости в скважине над пластовым давлением (чем больше эта разность, тем интенсивнее поглощение) и, во-вторых, характером объекта поглощения.
Факторы, влияющие на возникновение поглощений бурового раствора, можно разделить на две группы.
Исследования зон поглощений. Данные о строении поглощающего пласта, его мощности и местоположении, интенсивности поглощения (водопроявления), величине и направлении перетоков могут быть получены различными методами исследований: гидродинамическими, геофизическими и с помощью отбора керна или шлама.
Методы предупреждения и ликвидации поглощений. В существующих методах предупреждения и ликвидации осложнений в скважине при различной интенсивности поглощений или полном прекращении циркуляции бурового раствора выделяются следующие основные направления: предупреждение осложнения снижением гидростатического и гидродинамического давлений на стенки скважины; изоляция поглощающего пласта от скважины закупоркой каналов поглощений специальными цементными растворами и пастами; бурение без выхода бурового раствора с последующим спуском обсадной колонны.
Различают три категории интенсивности поглощений: малой интенсивности (до 10-15 м3/ч), средней интенсивности (до 40-60 м3/ч) и высокоинтенсивные (более 60 м3/ч).
Для борьбы с поглощениями бурового раствора широко применяют пакеры различных конструкций, которые герметизируют и разобщают затрубное пространство с целью:
а) предотвращения разбавления тампонирующих смесей;
б) возможности применения БСС с небольшими сроками схватывания;
в) задавливания тампонирующих смесей в поглощающие каналы;
г) определения места расположения пласта, поглощающего жидкость, методом последовательных опрессовок ствола скважины;
д) определения возможности замены воды глинистым раствором (особенно при бурении на площадях с повышенным пластовым давлением) при создании различных перепадов давления на пласты, поглощающие жидкость.
Кроме того, если вскрыто несколько поглощающих пластов на различных глубинах, применение пакера позволяет последовательно заливать цементный раствор снизу вверх без затраты времени на ОЗЦ (ожидание затвердения цемента), при этом предотвращается влияние поглощающих пластов друг на друга. Пакеры, применяющиеся при изоляции зон поглощений бурового раствора, подразделяются на две группы: многократного и разового действия (разбуриваемые). Пакеры разового действия оставляются в скважине на время твердения цемента или его смеси и затем разбуриваются вместе с цементным мостом.
По принципу действия пакеры многократного действия делятся на гидравлико-механические, гидравлические и механические.
Весьма распространенными являются пакеры гидравлико-механического действия. В манжетном разбуриваемом пакере ТатНИИ разобщение осуществляется при помощи четырех манжет, укрепленных на одном полом дюралюминиевом стволе.
Манжеты расположены так, что две средние из них образуют дополнительную камеру самоуплотнения. Жидкость под давлением, попадая в камеру самоуплотнения, прижимает ее манжеты к стенкам скважины, что обеспечивает надежное разобщение ствола скважины при возникновении перепада давления в любом направлении.
В случае высокоинтенсивного поглощения возможно бурение без выхода бурового раствора на поверхность. Оно целесообразно в твердых породах (известняках, доломитах, песчаниках и т. п.). После вскрытия всей зоны поглощения бурение немедленно прекращают.
Далее проводят заливки ГЦП или БСС до полной ликвидации поглощения. При бурении без выхода бурового раствора разбуриваемый шлам поднимается с забоя и уходит в каналы поглощения вместе с буровым раствором.
Во избежание прихвата бурильной колонны необходимо тщательно следить за стрелкой индикатора веса. Экономически целесообразно бурить без выхода циркуляции только при использовании воды в качестве бурового раствора.
Для ликвидации интенсивных поглощений (более 200 м3/ч) прежде всего снижают их интенсивность путем намыва в зону поглощения песка или шлама выбуренной породы или забрасывания и продавки инертных материалов (глины, торфа, соломы и т. п.). После намыва песка или забрасывания зоны поглощения инертными материалами ее заливают цементным раствором. После затвердения цемента скважину прорабатывают и затем начинают дальнейшее углубление.
Для ликвидации высокоинтенсивных поглощений бурового раствора, приуроченных к большим трещинам и кавернам, во ВНИИБТ были разработаны перекрывающие устройства. Перекрывающее устройство представляет собой эластичную сетчатую оболочку (капроновая, нейлоновая, капроновый эластик, металлическая специального плетения и др.).
Установленная в интервале поглощения сетчатая оболочка под действием закачиваемой тампонажной смеси с наполнителем расширяется и заполняет трещины и каверны. Сетчатая оболочка расширяется вследствие закупорки ее ячеек наполнителем, находящимся в тампонажной смеси. При твердении тампонажная смесь связывает оболочку с породой.
Известны и другие способы ликвидации высокоинтенсивных поглощений: спуск «летучки» (кассеты), замораживание зоны поглощения, изоляция зон поглощения с помощью взрыва и др. Но все они весьма трудоемки, не всегда дают положительный результат и поэтому применяются в буровой практике редко.
Классификация поглощений бурового раствора
Как уже неоднократно описывалось в наших статьях, поглощение бурового раствора представляет собой потерю материала в объеме, превышающем показатель естественной убыли для текущих условий проведения работ. Поглощение бурового раствора является негативным фактором, борьба с которым порой может занимать значительное количество сил и времени, повышая тем самым стоимость работ и увеличивая сроки их проведения.
Для выбора эффективного метода борьбы с поглощением бурового раствора необходимо иметь представление о классификации возникшей аварийной ситуации. Такая классификация играет на практике информативную роль, обосновывающую выбор конкретного метода ликвидации поглощения.
В числе основных параметров, оцениваемых при классификации зон поглощения, выделяются среди прочих следующие:
Классификация поглощений бурового раствора по фактору объемов потери бурового раствора на один метр бурения выделяет пять основных групп:
Наиболее критичным случаем поглощения бурового раствора является полное и катастрофическое поглощение, когда при максимальном уровне подачи буровой раствор не выходит на поверхность. В таком случае для устранения аварийной ситуации могут применяться быстротвердеющие составы, в том числе – с наполнителями, производится тампонирование скважины, смолизация, битумизация, задавливание вяжущих смесей, намывание песка, замораживание и другие методы.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:
Поглощение буровых и тампонажных растворов
Вы будете перенаправлены на Автор24
Поглощение растворов: факторы и последствия
Поглощение (в бурении) — это процесс ухода тампонажного или бурового раствора в пласт в таком объеме, который превышает естественную убыль раствора в скважине.
Поглощение растворов во время ведения буровых работ происходит ввиду наличия в сооружаемой скважине трещин, каналов, пустот, пор или из-за гидравлического разрыва пласта. Поглощение растворов в скважине обусловлено прочностью коллектора, его проницаемостью и пористостью, а также объем закачиваемого раствора, пластовой энергией, гидродинамическим давлением раствора и т.п. Из-за превышения давления в стволе в скважине над давлением в пласте, который вскрывается в процессе бурения, буровой или тампонажный раствор будет проникать в трещины, поры и т.п. Данному процессу способствуют все факторы, которые могут стать причиной увеличение давления в затрубном пространстве во время промывки скважины.
Рскв = Рст + Ргд > Рпл,
где, Рскв — давление в скважине; Рст — гидростатическое давление в скважине; Ргд — гидродинамическое давление; Рпл- пластовое давление.
Все факторы, которые могут стать причиной поглощения бурового и тампонажного растворов делятся на:
Признаками того, что произошло вскрытие поглощающего пласта, являются увеличение механической скорости проходки, выход циркуляции, снижение давления, заклинивание бурильного инструмента, провалы, уменьшение объема циркулирующего раствора. Отрицательными последствия поглощения тампонажного и бурового растворов являются:
Готовые работы на аналогичную тему
Методы и средства борьбы с поглощением буровых и тампонажных растворов
Тампонажный раствор — это вид цемента, который используется для изоляции труб газовых и нефтяных скважин, а также их защиты от сдвижек грунтовых пластов, давления грунтовых вод и негативного влияния агрессивных сред.
Всего различают три категории поглощений: высокоинтенсивные (более 60 кубометров в час), средней интенсивности (от 40 до 60 кубометров в час) и малой интенсивности (до 40 кубометров в час).
Способы борьбы с поглощениями буровых и тампонажных растворов на две основные группы:
Способы первой группы направлены на борьбу с поглощением растворов при помощи изменения степени проницаемости поглощающей среды или полную ее изоляции. Способы второй группы направлены на предупреждение и предотвращения поглощений при помощи регулировки гидродинамического и статического давлений в скважине, посредством изменения состава и свойств используемого раствора, а также изменения поглощающих свойств пласта.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Поглощение буровых растворов в скважине обусловлено проницаемостью, пористостью, прочностью коллектора, пластовым давлением. [1]
Поглощения бурового раствора представляют собой фильтрацию двухфазной дисперсной системы с осаждением твердой фазы в порах пласта ( кольматация), образованием глинистой корки и проникновением фильтрата бурового раствора в пласт. [2]
Поглощение буровых растворов является одним из самых распространенных видов осложнений при бурении скважин. Ежегодные затраты времени на ликвидацию этого вида осложнений по стране и за рубежом составляют многие тысячи часов, несмотря на разработку и применение различных способов предупреждения и борьбы с поглощениями буровых и цементных растворов при бурении и креплении скважин. [5]
Поглощения бурового раствора зафиксированы во всех стратиграфических комплексах и по всей площади месторождения: в центральной зоне, в скважинах западного и восточного куполов. Отмечаются они как в пористых пластах, так и в пластах, характеризующихся по геофизическим данным пористостью менее 6 %, Зоны поглощения бурового раствора довольно хорошо прослеживаются по площади месторождения в каждом продуктивном комплексе и приурочены к определенным пластам. [6]
Поглощения буровых растворов и иных жидкостей в поглощающие пласты обеспечиваются наличием пор, каналов, трещин, пустот в проходимых скважиной породах и ( или) недостаточной устойчивостью ( сопротивляемостью) пород к давлению столба жидкости в скважине, в результате чего возникает гидроразрыв пород, и в щели проникает жидкость. [7]
Поглощения бурового раствора остаются одними из наиболее частых и трудно ликвидируемых осложнений при бурении скважин. При возникновении не предусмотренных проектом катастрофических поглощений раствора в условиях отсутствия достоверной информации о поглощающих горизонтах и удаленности от основных производственных баз объектов бурения большое количество разнообразных способов ликвидации осложнений подобного типа [1, 2, 3, 4, 5] не всегда эффективно и коммерчески целесообразно. Поэтому необходимо проводить дополнительные исследования, большой объем подготовительных работ, использовать специальные материалы и химреагенты. В связи с этим разработка технологически простых и относительно недорогих решений по предупреждению и устранению поглощений остается актуальной инженерной задачей отрасли. [8]
Если поглощение бурового раствора происходит даже при оптимальных рабочих условиях, необходимо применить какой-либо материал для борьбы с поглощениями. Наиболее простым и эффективным методом ликвидации поглощения, по-видимому, является непрерывная циркуляция измельченной скорлупы орехов в процессе бурения. Говард и Скотт показали, что этот материал закупоривает образующиеся трещины и предупреждает их распространение. Альтернативным методом является продавливание в затрубное пространство мягких пластических масс раствора БДТ, которые при деформации под действием переходных давлений сохраняют герметичность. Однако для перекрытия новых трещин по мере их появления могут потребоваться дополнительные порции раствора БДТ. [10]
При поглощении бурового раствора в процессе бурения с вскрытыми продуктивными горизонтами и отсутствии проявлений бурильные трубы следует поднять в башмак колонны, загерметизировать устье, приступить к заполнению скважины, дообработке раствора и ликвидации поглощения по специальному плану. [12]
При поглощении бурового раствора вследствие самопроизвольного гидравлического разрыва пласта для предупреждения прихвата следует регулировать гидродинамическое давление изменением ( в определенных пределах) значения предельного напряжения сдвига. [13]