Что такое рапа в бурении
Исследование и разработка технологий ликвидации рапопроявлений Ефимов Андрей Витальевич
Содержание к диссертации
1.1 Геологическая характеристика нефтегазового района Оренбургской области 8
1.2 Осложнения при бурении скважин 16
1.3. Генезис рассолов и геологическое строение терригенно-хемогенного комплекса пород основных рапоносных районов 19
1.4 Гидрогеологическая характеристика зон рапопроявлений 27
1.6 Конструкции скважин при бурении в условиях рапопроявления 34
1.7 Анализ технологий борьбы с рапопроявлениями, цели и задачи исследований 38
2 Горно-геологические факторы проводки скважин в условиях рапопроявления, методики расчета параметров зон рапопроявления
2.1 Обоснование классифицирующих признаков 43
2.2 Классификация условий рапопроявления 48
2.3 Методики расчета пластовых давлений зон рапопроявления 51
2.4 Методики расчета параметров рапопроявляющего пласта 61
3 Разработка технологии строительства скважин и ведения буровых работ при рапопроявлений
3.1 Определение способа проведения спуско-подъемных операций 65
3.2 Углубление скважины, схемы крепления рапоносных скважин 69
3.3 Разработка составов для изоляции зон рапопроявления 76
3.4 Изоляция зон рапопроявления 95
3.4.1 Изоляция зон рапопроявления при отсутствии межп ластовых перетоков 96
3.4.2 Изоляция зон рапопроявления в условиях межп ластовых перетоков 100
3.5 Буровые растворы при углублении скважины после изоляции зоны рапопроявления 107
4 Технико-экономическая эффективность внедрения разработок в производство
4.1 Результаты промысловой апробации технологий проводки скважин в условиях рапопроявления 117
Основные выводы и рекомендации 134
Список использованных источников 135
Одним из тяжелых видов осложнений при бурении скважин в нефтегазоносных провинциях при наличии мощных соленосных толщ являются рапопроявления, сопровождающиеся изливом природных рассолов в широком диапазоне дебитов. Как правило, зоны рапонакопления имеют аномально высокие пластовые давления, достигающие градиентов пластовых давлений до 0,020 МПа/м и более.
Термобарические условия зон рапопроявления связаны с глубинами их залегания и температурными градиентами в регионах.
В Оренбургской области проявления рапы при разбуривании хемогенного комплекса пород встречено более, чем на 170 скважинах, в том числе на 60 скважинах Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения. При этом
отмеченные максимальные дебиты фонтанирования рапы доходили до 1000 м 3 /час при градиентах пластового давления 0,0187 МПа/м и температурах близких к нормальным. В ряде случаев излив рапы сопровождается газовыделениями, в том числе сероводорода, в количествах, значительно превышающих предельно-допустимые концентрации в рабочих зонах.
В нефтегазоносных регионах при наличии данного вида осложнений отмечены случаи ликвидации скважин. Так в Оренбургской области с 1969 по 2000 год по причине рапопроявлений ликвидировано 12 глубоких разведочных скважин.
В Средней Азии в этих же годах ликвидировано большинство разведочных скважин.
Большой проблемой при строительстве скважин являются не только зоны рапопроявления с высокими дебитами, но и скважины вскрывшие зоны с небольшими дебитами. При бурении сверхглубоких скважин с большими объемами бурового раствора в циркуляции и его расхода на долив при подъеме бурильного инструмента, встреченные зоны рапопроявления были не отмечены службами геолого-технологического контроля. В результате этого при креплении скважин отмечено появление межколонных давлений, обусловленных формированием открытой пористости в цементном камне при проведении ОЗЦ. Данное положение наиболее типично для Астраханского газоконденсатного месторождения, отмечены подобные явления и на месторождениях Оренбургской области.
При этом были разработаны методы выделения зон рапроявления с АВПД, буровые растворы, тампонажные составы для повышения качества
6 сцепления цементного камня с солями, устойчивые к магнезиальной агрессии, способы изоляции рапопроявляющих интервалов.
Однако затраты, связанные с изоляцией зон рапопроявления, а также с устранением последствий неудачного разобщения пластов при креплении обсадными колоннами, остаются значительными.
Причинами все еще низкой эффективности борьбы с рапопроявлениями являются недостаточный уровень систематизации условий осложнения, определяющий выбор технологии проводки скважины, отсутствие достаточно точных методик для инженерных расчетов параметров осложнения, отсутствие надежных способов изоляции трещинно-кавернозных коллекторов приствольной зоны в условиях АВПД и высокой гидропроводности системы «скважина-пласт».
Повышение эффективности борьбы с рапопроявлениями при строительстве скважин и достижение их надежности как технических сооружений.
Основные задачи исследований
Систематизация условий рапопроявления для выбора способа проводки скважины в условиях осложнения.
Разработка методики определения параметров зоны рапопроявления.
3. Разработка составов и технологий для проведения изоляционных работ.
Научная новизна выполненной работы
Предложена классификация условий рапопроявления для выбора способа ликвидации осложнения.
Обоснованы методики расчета параметров рапопроявляющего пласта.
Разработаны и предложены тампонажные составы и технологические жидкости, способы их использования для обеспечения надежности изоляции при сочетании различных горно-геологических условий ликвидации осложнений.
На основании выполненных теоретических и промысловых исследований разработана Временная инструкция по строительству скважин в условиях рапопроявления на площадях Оренбургской области.
Автор выражает благодарность своему научному консультанту, канд. тех. наук Гороновичу С.Н., д-ру технических наук, профессору Овчинникову В.П. за ценные замечания, помощь и содействие в выполнении работы. Особая признательность выражается директору ООО «ВолгоУралНИПИгаз» д-ру технических наук, профессору Генделю Г.Л., директору Оренбургского филиала ООО «Бургаз», канд. тех. наук Кобышеву Н.П., а также сотрудникам института за предоставленную возможность и сотрудничество при проведении исследований и промысловой апробации разработок.
Геологическая характеристика нефтегазового района Оренбургской области
Одним из тяжелых видов осложнений при бурении скважин в нефтегазоносных провинциях при наличии мощных соленосных толщ являются рапопроявления, сопровождающиеся изливом природных рассолов в широком диапазоне дебитов. Как правило, зоны рапонакопления имеют аномально высокие пластовые давления, достигающие градиентов пластовых давлений до 0,020 МПа/м и более.
Термобарические условия зон рапопроявления связаны с глубинами их залегания и температурными градиентами в регионах.
Конструкции скважин при бурении в условиях рапопроявления
В анионном составе доминирует хлор (95-99% экв. от суммы анионов) Сульфат ионы характеризуются относительным содержанием 0,9-4,3 % экв. и абсолютной концентрацией 2772-11930 мг/л (чаще 5000-7000 мг/л).
Комплекс проведенных исследований об условиях залегания, гидродинамике и химическому составу иреньской рапы, химическому и минералогическому составу каменной соли и ангидрита указывает на седиментационный генезис происхождения рапы. Рапа является маточным рассолом морского бассейна, сконцентрированным до стадии кристаллизации калийных солей. Обогащение матричных рассолов ионами магния, калия, брома, йода, бора произошло после перехода хлористого натрия в твердую фазу и выпадения его из рассола с очень незначительной примесью калийных солей (сильвин, полигалит). Низкое содержание кальция и стронция в рапе обусловлены выпадением данных катионов в виде гипса и целестина, что подтверждается высоким содержанием стронция в ангидритах. О седиментационном генезисе рапы свидетельствуют также низкие значения хлорбромного коэффициента. Эти остаточные рассолы при осадконакоплении были выжаты из солей горным давлением в трещинные коллекторы пластов гипса, метаморфизованные затем в ангидрит, что сопровождалось пополнением матричных рассолов водой дегидратации гипсов. В условиях непроницаемых пород данный процесс способствовал увеличению пластового давления.
В межсолевых ангидрито-доломитовых прослоях верхней части иреньского горизонта Ливкинской площади могут быть встречены напорные водоносные горизонты. Дебиты пластовой воды (рапы) достигают 1000 м /сут. Рапа хлор-магниевого типа, с высоким содержанием магния, брома, бора. Минерализация 300-360 г/л, удельный вес 1,26-1,28.
Ниже по разрезу воды представляют собой высокоминерализованные рассолы хлор-кальциевого типа, их минерализация 240-280 г/л, плотность 1160-1200 кг/м3.
Методики расчета пластовых давлений зон рапопроявления
Са (ОН)2 Ва(ОН)2 NaOH ЖОН
Асбест набухает в воде. При добавлении хлоридов, щелочей водная суспензия становится более устойчивой. Наличие в расщепленном асбесте до 2 % активной кремнекислота играет определенную роль в процессе связывания гидроксида кальция в цементном растворе и получения прочного цементного камня.
По данным работы М.Б.Зельдина, при экструзировании асбоцементных масс с влажностью менее 35 % наблюдается эффект Баруса, сущность которого в том, что масса, продавленная через капиллер определенного диаметра, после выхода из него расширяется до размеров по диаметру больше первоначального [57].
Сохранение упругопластических свойств, способность изменять геометрическую конфигурацию в зависимости от форм капилляров цементируемого пласта, наличие волокнистой структуры асбоцементного тампонажного раствора играют важную роль при закупорке и кольматации пористых пластов, склонных к поглощению тампонажного раствора при цементировании скважин.
В качестве облегчающей добавки выбран асбест марки А-5 или А-6 по ГОСТ 12871-93, который используется в качестве наполнителя при ликвидации поглощений буровых растворов при бурении [58].
Анализ параметров облегченных тампонажных составов, полученных с использованием в качестве жидкости затворения суспензии асбеста, которые разработаны в ООО «ВолгоУралНИПИгаз», а также других облегченных тампонажних композиций, показал, что асбоцементы отвечают сформулированным требованиям.
Параметры различных облегченных тампонажных составов приведены в таблице 16 [59].
Чередование различных пород в разрезе скважины от растворимых солей до твердых ангидритов и аргиллитов в хемогеннои толще накладывает определенные условия при выборе тампонажных составов. При твердении цементного теста вследствие седиментационных и контракционных явлений происходит его усадка.
Сцепление твердеющего цементного камня с солями зависит от цемента, породы, термобарических условий и состояния поверхности контакта. При увеличении концентрации соли в воде цементный камень имеет лучшее сцепление с солями. Еще большее значение сил сцепления наблюдается при использовании расширяющихся цементов.
Одной из причин некачественного крепления нефтяных и газовых скважин является неудовлетворительное сцепление цементного камня с обсадной колонной и стенкой скважины.
Некачественное крепление скважин приводит к сокращению срока их службы, нарушению экологической обстановки и разработки месторождений, а также требует больших дополнительных затрат на ремонтные работы по разобщению пластов.
Основные свойства затвердевшего цементного камня в значительной степени зависят от структуры, сложившейся в процессе твердения, или от изменения этой структуры под влиянием внешних воздействий и процессов, развивающихся в самом цементном камне.
Углубление скважины, схемы крепления рапоносных скважин
Расчет параметров зоны рапопроявления показал, что в качестве тампонажного раствора для изоляции возможно использование цементного раствора, так как размер раскрытия трещин по условию соотношения размеров раскрытия каналов и диаметров твердой частицы обеспечивает проникновение твердой фазы в трещины [45,46].
Гидрогеологические закономерности формирования рапопроявлений в Амударьинском НГБ
Анализ основных параметров [1, 3 и др.], определяющих гидрогеологические особенности (водоносность, давление, химический состав) кимеридж-титонской соленосной формации Амударьинского НГБ, позволил рассматривать ее как специфический водонапорный комплекс, флюидная фаза которого представлена рассолами разного типа и неодинаковой пространственной приуроченности.
В эвапоритовом комплексе выделяются рассолы пластового и очагового залегания. Первые заключены в выдержанных по площади пластах-коллекторах. В Амударьинском гидрогеологическом бассейне к ним относятся рассолы в шараплинском, иолотанском и сакарском водонапорных горизонтах, приуроченных к сульфатно-карбонатным литологическим пачкам, последовательно чередующимся с хлоридными, выступающими в роли флюидоупоров. О наличии водонапорных горизонтов свидетельствуют региональные закономерности распределения коэффициента аномальности пластового давления (КАПД) рассолов (С.Н. Алехин, 1982 г.). Рапопроявлений, связанные с пластами-коллекторами, имеют широкое площадное распространение. Они довольно уверенно прогнозируются по результатам литолого-фациального, палеогеографического анализа и межплощадной корреляции палеогеологических параметров.
Гораздо сложнее задача прогноза рапопроявлений, связанных с локально-очаговой водоносностью в соляно-ангидритовых отложениях. Установлены следующие закономерности такого типа рапопроявлений.
В Амударьинской синеклизе рапопроявления в соляно-ангидритовых отложениях с давлениями, близкими к геостатическому, встречаются только в соленосных отложениях мощностью более 450 м. За ее пределами, вероятно, соленосные породы из-за небольшой мощности оказались неспособными локализовать рапу с давлениями выше гидростатического. В то же время мощность соленосной толщи более 450 м не только обеспечила накопление пластовой энергии в подсолевых отложениях, но и обусловила отсутствие в области их развития переточных залежей газа в надсолевой секции разреза при наличии залежи газа в подсолевой.
Рапопроявления зафиксированы только на тех структурах, которые имеют крутизну крыльев, как правило, более 2°30′. В иных случаях они не обнаружены.
Рапа в Амударьинском НГБ (Самантепе, Денгизкуль, Сакар, Багаджа и др.) залегает в виде линз [3 и др.]. Установлено, что рапопроявления в пределах локальной положительной структуры приурочены к ее своду (В.Я. Соколов, Я.А. Пилип, 1968 г., Л.Г. Соколовский, В.И. Седлецкий, 1970 г.). В последующем выяснилось, что они встречаются и на крыльях антиклинальных складок. Кроме того, установлено, что вероятность вскрытия высоконапорной рапы выше в подсолевых, а не в надсолевых сводах структур. Это уточнение имеет существенное значение при поисково-разведочных работах на структурах со смещенными структурными планами.
Иная картина для структур рифовой природы, развитых в западной бортовой части Амударьинской синеклизы. Например, на площади Зеварды при поисково-разведочном бурении рапа вскрыта скважинами и на своде, и на крыльях структуры.
По результатам бурения на месторождениях Сакар, Сундукли, Самантепе установлено, что отношение вскрытой мощности соленосных отложений в рапопроявившей скважине ко всей мощности равно отношению расстояния от рапоносной скважины до замка складки к расстоянию от замка до газоводяного контакта (табл. 1).
Анализ положения рапопроявляющих объектов (интервалов) в разрезе соляно-ангидритовой толщи в зависимости от элементов подсолевых структурных планов показал, что они группируются в объеме, описанном поверхностью конуса с основанием в подошве толщи и вершиной в ее кровле. Причем вершина конуса совпадает со сводом подсолевой структуры.
Закономерности проявления рапы обусловливаются и такими ее параметрами, как дебит, давление и химический состав.
Намечается связь дебита рапы с глубиной вскрытия рапопроявляющего объекта. Повышенные дебиты в пределах одной и той же структуры получены из верхних частей соленосного разреза. Эти объекты вскрываются, как правило, на своде структуры. К периферии структуры дебиты рапопроявлений обычно уменьшаются, и рапа здесь вскрывается уже в нижних частях разреза (табл. 2).
Надо отметить также, что даже после продолжительного излияния рапы давление ее в линзе выше, чем в подстилающих продуктивных горизонтах.
Наблюдается повсеместное совпадение рапоносности соленосного разреза локальных площадей и продуктивности на них подстилающих карбонатных отложений. В Амударьинской синеклизе при поисково-разведочном бурении на подсолевые отложения рапопроявления получены на 35 площадях, из них на 15 были успешно завершены бурением и испытаны скважины, находящиеся в оптимальных условиях, что привело к открытию залежей газа в подсолевых отложениях (площади Сундукли, Гумбулак, Самантепе, Багаджа и др.). На рапоносных площадях, таких как Астанабаба, Ходжамбас, Джурамерген, скважинами вскрыты подсолевые отложения за пределами возможно газоносного поля. На остальных рапоносных площадях (Учаджи, Сейраб, Байрамали, Мары, Майское и др.) подсолевые отложения пока не испытаны. Вне зоны продуктивности подсолевого горизонта рапопроявления не обнаружены (площади Северный Чешме, Чартак и др.).
Закономерности рапопроявлений, такие как высокая газонасыщенность рапы [3], наличие в ее составе сероводорода, зональность химического состава, зависимость рапопроявлений от строения подсолевого структурного плана, позволяют нам вслед за авторами работ [3 и др.] отнести ее происхождение к постседиментационному, а не к конседиментационному этапу. Нарушение герметичности солей и образование в них трещин, в которые могли бы проникать рассолы из подсолевых отложений, нам представляется возможным под воздействием дифференциального напряжения. Н.Н. Павловой [2] изучены прочностные свойства сульфатно-галогенных и глинистых пород в условиях неравномерного трехосного сжатия. Например, у поликристаллической каменной соли при значениях осевых нагрузок до 100 МПа (соответствует глубине 4500 м) остаточная деформация сопровождалась значительным разуплотнением структуры соли. При величинах осевых нагрузок, равных 100 МПа, и температуре 100 °С разуплотнение структуры соли уменьшается или почти прекращается. Деформация ангидрита во всем исследованном диапазоне осевых нагрузок сопровождалась ростом разуплотнения. Следовательно, экранирующие свойства сульфатно-галогенной толщи могут сохраняться только в условиях всестороннего сжатия [4] или на глубинах свыше 4500 м, в других, при неравномерном сжатии, они способны к разуплотнению. Появление дифференциального неравномерного напряжения в соленосной толще возможно на антиклинальных структурах, находящихся в регионе, подверженном неотектоническим движениям, к которому относится Амударьинская синеклиза.
Выявленные гидрогеологические закономерности рапопроявлений в Амударьинской синеклизе имеют значение как для их прогноза, так и для оценки перспектив нефтегазоносности локальной площади.
1. Алехин С.Н. О водоносности кимеридж-титонских соленосных отложений Амударьинской синеклизы // В кн.: Литолого-фациальные и геохимические проблемы соленакопления.- М : 1985.- С. 232-241.
3. Прогноз рапопроявлений в Бухаро-Хивинской области / И.В. Кушниров, В.Н. Пашковский, Э.Ю. Бегметов и др. // В кн.: Геология нефтяных и газовых месторождений Западного и Южного Узбекистана.- Ташкент.- 1972.- С. 118-133.
4. Савченко В.П. Формирование, разведка и разработка месторождений газа и нефти.- М.: Недра.- 1977.
Таблица 1 За висимость между положением скважины и глубиной вскрытия рапы
научная статья по теме ТЕХНОЛОГИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ РАПОГА3ОПРОЯВЛЕНИЯ Геофизика
Цена:
Авторы работы:
Научный журнал:
Год выхода:
Текст научной статьи на тему «ТЕХНОЛОГИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ РАПОГА3ОПРОЯВЛЕНИЯ»
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗОЛЯЦИИ зоны РАП0ГА30ПР0ЯВЛЕНИЯ
С. ГОРОНОВИЧ, П. ЦЫЦЫМУШКИН, ООО ««ВолгоУралНИПИгаз» В. СТЕПАНОВ, А. ЕФИМОВ, ООО «Оренбургская буровая компания»
При бурении скважин в нефтегазоносных провинциях с мощными соленосными толщами одним из самых тяжелых видов осложнений являются рапопроявления, сопровождающиеся изливом природных рассолов в широком диапазоне дебитов, достигающем 24 000 м3/сут. Как правило, зоны рапонакопления имеют аномально высокие пластовые давления, достигающие градиентов пластовых давлений до 0,020 МПа и более.
Большой проблемой при строительстве скважин являются не только зоны рапопроявления с высокими дебитами, но и скважины, вскрывшие зоны с небольшими дебитами, которые при невыполнении дополнительных требований к креплению обуславливают формирование открытой пористости в цементном камне во время проведения ОЗЦ и появление межколонных давлений.
Данное положение наиболее типично для Астраханского газоконденсат-ного месторождения, но подобные явления отмечены и на месторождениях Оренбургской области.
Примером ликвидации такого вида рапопроявления, осложненного газопроявлением, являются работы, проведенные на скважине №1 Кочкуровской площади Саратовской области.
Бурение скважины №1 Кочкуровской площади осуществлялось по следующей конструкции (табл. 1).
Глубина спуска кондуктора определилась положением кровли иреньского горизонта и обеспечила перекрытие терригенного комплекса пород надсоле-вых отложений, а первая промежуточная колонна была предназначена для перекрытия хемогенного комплекса пород иреньского горизонта.
Вскрытие хемогенных пород ирень-ского горизонта велось на соленасы-щенном буровом растворе плотностью 1320 кг/м3.
Табл. 2. Диапазон изменения состава газа по пробам при газопроявлении
Единица Содержание компонентов
измерения С1 С2 Сэ С4 С5
% (объем) 21,6 — 31,96 0,76 — 1,60 0,24 — 1,20 0,32 — 1,60 0,16 — 4,68 30,68 — 33,4
% (отн.) 70,4— 95,6 2,3 — 5,2 0,7 — 3,9 0,9 — 5,2 0,5— 15,3 100
При забое 932 м при бурении было отмечено рапопроявление с дебитом 2 м3/час.
Отсутствие в необсаженном разрезе коллекторов с градиентами давлений ниже градиента давления в зоне рапы и межпластовых перетоков позволило определить пластовое давление в линзе рапы из уравнения:
Рш = Ру+ 10-6 • Ц • рр • V МПа, (1)
где Ру — давление на устье при герметизации скважины, МПа; Ц — ускорение свободного падения, м/с2; рр — плотность рапы, кг/м3; — глубина залегания кровли интервала рапопро-явления, м.
По результатам проведенных замеров и расчетов, пластовое давление в зоне рапопроявления было принято равным 16,04 МПа, что соответствовало эквивалентной плотности бурового раствора 1720 кг/м3.
Хемогенные отложения иреньского горизонта представлены галитом (до 85%) и ангидритом (до 15%).
Табл. 1. Проектная и фактическая конструкция скважины
Наименование Диаметр Глубины спуска, м Подъем
колонн колонн, мм Проект Факт цемента
Шахтовое направление 630 8 8 До устья
Направление 530 30 30 До устья
Кондуктор 426 540 618 До устья
I промежуточная колонна 324 1360 1509 До устья
II промежуточная колонна 244,5 3180 — 800 м от устья
Эксплуатационная 168,3 4250 — 2600 м от устья
Коллектор рапы, по данным станции ГТИ, был приурочен к плотным, крепким ангидритам.
При промывке скважины отмечалось увеличение газопоказаний до 168
При герметизации устья скважины наблюдалось скопление газа под пре-венторами, отобранные пробы и анализ которых показали следующий диапазон изменения состава газа (табл. 2).
Использование тампонажных растворов на основе портландцементов для изоляции зон рапопроявления связано с возможностью проникновения твердой фазы в трещины, что определяется соотношением размеров раскрытия каналов и диаметра твердой частицы, которое, по данным различных исследователей, должно быть не меньшим, чем в 2 — 3 раза [1]. Поэтому использование тампонажных растворов на основе портландцементов, имеющих тонкость помола до 0,075 • 10-3 м, ограничено просветом трещин не менее
Выполненные расчеты показали возможность проведения тампонажа трещиноватых ангидритов зоны рапопрояв-ления с использованием цементного раствора (табл. 4). В целях обеспечения изоляции зоны рапопроявления проведено утяжеление бурового раствора до плотности 1820 кг/м3.
БУРЕНИЕ И НЕФТЬ 07- 08/2006
Табл. 3. Расчетные параметры зоны рапопроявления по скважине № 1 Кочкуровской площади
Дебит рапы, м3/с Перепад давления на зону рапы, МПа Эффективная толщина зоны рапы, м Вязкость рапы, Па’с Коэффициент проницаемости, м2 Эквивалент раскрытия трещины, м Скважность, д.е.
0,000556 3,04 4 0,0017 8,94 • 10 — 14 0,00053 0,0034
Табл. 4. Состав и свойства тампонажного состава для изоляции зоны рапопроявления при температуре 25° С и давлении 10 МПа
Цемент + добавки, % (масс.) Жидкость затво-рения Водо-цементное отношение Растека-емость, по конусу, см Плотность раствора, кг/м3 Начало загустева-ния, ч • мин. Прочность при сжатии, МПа
ПТЦ- 1-0-00-1 + карбамид 5% (масс.) Рассол Ыа0! = 1180 кг/м3 0,57 18 1890 2 — 30 6,3
При этом сроки начала и окончания схватывания цементного раствора составили 6.00 и 8 ч. 30 мин., а начальное динамическое напряжение сдвига — 20 Па.
Проведение тампонажа горных пород при ликвидации рапопроявления предполагает создание условий, обеспечивающих формирование цементного камня в трещине, связанных с заполнением трещин коллектора по высоте и ограничением скорости течения цементного раствора в трещине от 200 до 600 м/сут. [3].
Перевод скважины на утяжеленный буровой раствор с плотностью, обеспечивающей превышение давления гидростатического столба над пластовым давлением, при высоких дебитах рапопроявления не гарантирует возможность бурения без поглощения и рапопроявления.
Причиной рапопроявлений в этом случае является протекающий во времени процесс гравитационного замещения пластового флюида более тяжелой жидкостью в трещинах коллектора.
Гравитационное замещение пластового флюида в трещинах пласта сопровождается не только снижением плотности бурового раствора в скважине за счет проникновения в него пластового флюида, но и значительными поглощениями бурового раствора, который по трещинам уходит вглубь пласта.
Достижение изоляции трещин возможно при обеспечении условий модели бокового нагнетания тампонажного раствора, неразрывности его движения по высоте трещин рапоносного коллектора и снижения скорости до нуля на этапе ОЗЦ за счет уменьшения динамического уровня в стволе скважины до уровня статического [3,4].
При решении практической задачи тампонажа трещинного коллектора необходимо произвести размещение цементного раствора из расчета заполнения трещин от подошвы до кровли зоны рапопроявления и далее в стволе скважины на высоту, превышающую статический уровень при выбранной плотности бурового раствора относительно
кровли пород, подлежащих тампонажу. Объем размещаемого в стволе цементного раствора должен обеспечить также потребный объем цементного раствора на расчетный радиус тампонажа горных пород; последний рассчитывается по условию достижения равенства эффективных напряжений на наружном контуре изоляционного экрана и динамического напряжения сдвига цементного раствора при статическом уровне в скважине.
Расчеты параметров зоны рапопроявления на скважине №1 Кочкуровской площади позволили рекомендовать объем тампонажного раствора без учета дополнительных сопротивлений поступившего раствора в трещины при плотности бурового раствора, равной 1820 кг/м3, и плотности цементного раствора — 1900 кг/м3 (табл. 5).
Изоляция зоны рапопроявления была осуществлена переводом скважины на утяжеленный буровой раствор плотностью 1820 кг/м3 и установкой цементного моста на равновесие при глубине установки бурильных труб на 952 м с общим объемом цементного раствора 8,5 м3.
После проведения ОЗЦ цементный мост был встречен на глубине 893 м, что свидетельствовало о сходимости расчетов параметров зоны рапопрояв-ления и объема тампонажного состава.
При дальнейшем углублении плотность бурового раствора была снижена до 1650 кг/м3 в связи с ожидаемым вскрытием пластов с индексами поглощения менее 0,018 МПа/м.
Углубление скважины в интервале 952 — 1509 м произведено роторным способом без осложнений компоновкой бурильного инструмента: долото 393,7 мм; 8 КС 393,7 СТ; УБТС 203 — 16 м; ЦС 393,7 мм УБТ 203 — 80 м; УБТ 165 — 16 м; ТБПК 127 — остальное.
Крепление ствола скважины выполнено спуском обсадной колонны диаме-
тром 324 мм одной секцией с использованием следующей колонной оснастки: башмак БК — 324 мм, ЦКОД 324 мм; пружинные центраторы.
Цементаж 324-миллиметровой колонны произведен в одну ступень с подъемом цемента до устья.
Для цементажа обсадной колонны использован цемент ПЦТ — 0-1СС-1, в качестве жидкости затворения — рассол №С1 плотностью 1180 кг/м3.
Подобранный тампонажный состав при температуре испытания 330С и давлении 26 МПа обеспечивал следующие показатели:
^ плотность — 1820 кг/м3; ^ растекаемость по конусу — 23 см; ^ время загустевания — 4,5 часа; ^ конец схватывания — 14,5 часа; ^ прочность цементного камня через 48 часов: при изгибе — 1,30 МПа; на сжатие — 5,9 МПа. При этом общий расход материалов для тампонажа колонны составил: ^ цемент марки ПЦТ — в-1 СС-1 — 80 тонн; ^ поваренная соль — 24 тонны; ^ карбамид — 0,11 тонны.
Цементный раствор при тампонаже колонны был поднят на устье. После проведения ОЗЦ при депрессии на з
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.
Пoхожие научные работы по теме «Геофизика»
ГУРДЖИЕВ А. — 2006 г.
ГОРОНОВИЧ С.Н., ЕФИМОВ А.В., МЯЗИН О.Г., ЦЫЦЫМУШКИН П.Ф. — 2009 г.
АНТОНЕНКО Д.В., АШРАФЬЯН М.О., ГРИНЬКО Ю.В., КРИВОШЕЙ А.В. — 2009 г.
ГОРОНОВИЧ С.Н., КОЖИНА Т.В., ОЛЕЙНИКОВ А.Н., СЕМЕНОВ В.И. — 2014 г.