Поглощение буровых и тампонажных растворов

Поглощение буровых и тампонажных растворов может быть вызвано наличием в горных породах каналов (например трещин, пустот, каверн) и гидравлическим разрывом пород при значительном превышении и гидростатического давления над пластовым.

Раскрытие естественных или образование новых трещин происходит при условии

р с.т +р г.д >р пл +р р (17.1)

Давление гидроразрыва пласта ориентировочно можно оценить по уравнению

Способ предупреждения и ликвидации поглощения выбирается в зависимости от характеристик поглощающего горизонта.

Относительное давление в поглощающем горизонте

(17.3)

Положение статического уровня воды в скважине при замене глинистого раствора водой устанавливается из выражения

Плотность жидкости для замены в скважине раствора с таким расчетом, чтобы статический уровень был на устье, вычисляется из уравнения

ρ 1 =(H-h cl )ρ б.р /H. (17.6)

Если рост ρ б.р обусловлен переходом части выбуренной породы в активную твердую фазу, то восстановить ее можно разбавлением раствора водой с введением соответствующих реагентов.

Плотность бурового раствора, обеспечивающая нормальную циркуляцию при поглощении, определяется из уравнения

Объем бурового раствора (в м3), который поглотила скважина,

Интенсивность поглощения (в м3/ч)

Коэффициент поглощающей способности при полном поглощении бурового раствора

Классификация зон поглощения в зависимости от величины К п.с приведена ниже.

При частичном поглощении коэффициент К п.с определяется из выражения

К п.с =Q1/√h ст +р к.п 10 (17.11)

При определении необходимой плотности ЛБР можно воспользоваться формулой (3.5).

Максимальная скорость спуска бурильного инструмента с целью предупреждения поглощения бурового раствора определяется из выражения

(17.12)

Если ни один из перечисленных выше способов ликвидации поглощения не дает результата, то для обеспечения в дальнейшем нормального процесса бурения скважину необходимо закрепить обсадными трубами с обязательным цементированием затрубного пространства. Цементирование обсадной колонны

Пример 17.2. Определить, как измениться статический уровень в скважине при замене глинистого раствора водой для следующих условий: глубина скважины Н=617 м, плотность глинистого раствора ρ б.р =1240 кг/м3; статический уровень раствора в скважине h с1 =125 м.

Высота столба воды по формуле (17.5) h в =492·1240/1000=610 м.

Положение статического уровня воды в скважине h с2 =617-610=7 м.

Решение. Объем бурового раствора, который поглотила скважина, находим по формуле (17.8)

Интенсивность поглощения по формуле (17.9) Q 1 =5,4·60/0,75=432 м3/ч.

Решение. Коэффициент поглощающей способности определяется по формуле (17.10)

Источник

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.

Источник

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.

Источник

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

Источник

Поглощение бурового раствора – главная проблема бурения скважин

Бурение скважин остаётся сложной задачей даже в современном мире. С одной стороны, данный процесс представляет немалую опасность для окружающей среды и здоровья рабочих. С другой, некоторые неприятные нюансы делают эту работу крайне трудоёмкой. Поглощение бурового раствора относится к их числу.

Причины и особенности проблемы

Поглощение бурового раствора – это явление, которое нередко происходит во время бурения скважин и мешает процессу. Главная причина его возникновения – это вскрытие земных пластов, имеющих трещины и поры.

Чаще всего поглощение раствора наблюдается в зонах с кавернозными (пещеристыми) породами. К таким территориям относятся:

Также поглощение растворов нередко происходит в южной части России. В данном случае проблема обусловлена следующими причинами:

По утверждению специалистов, устранение уже начавшегося поглощения является практически невыполнимой задачей. Дело в том, что после начального поглощения флюидов скелет породы значительно ослабевает, дренажная площадь увеличивается, а поглощение становится всё более интенсивным.

Именно поэтому данное явление следует предупреждать заранее.

Способы решения проблемы

Для минимизации риска поглощения бурового раствора требуется соблюдение целого комплекса превентивных мер. К их числу можно отнести:

Также следует избегать излишней производительности насосов – для этого нужно выполнять промежуточные промывки.

Ещё одно средство предотвращения поглощений – это снижение плотности раствора. Решить вопрос можно, подобрав вещество на основе углеводорода.

Нелишним будет продувание забоя воздухом или аэрация (насыщение воздухом) промывочного раствора.

Ликвидация уже начавшихся поглощений является более сложной задачей. Главный способ её решения – это своевременное обнаружение, верная диагностика и быстрый тампонаж горизонтов поглощения.

В качестве заключения стоит сказать, что лучшим способом предупреждения поглощения является обнаружение трещин пород и определение их глубины. В этом случае для ликвидации начавшегося поглощения следует просто закачать в поглощающий пласт раствора со специальным наполнителем.

Если вы желаете приобрести долговечное противовыбросовое оборудование, инструменты или запчасти для бурения скважин, наш ассортимент станет правильным решением.

Продукция завода «Роснефтемаш» отличается выкоким качеством, а разумная стоимость наших товаров сделает сотрудничество взаимовыгодным!

Источник