УСТОЙЧИВОСТЬ СТВОЛА

Сохранение устойчивости ствола скважины. [c.29]

Преимуществами растворов с малым содержанием твердой фазы являются также большая устойчивость ствола, чем при бурении на воде, меньший износ долот и бурового оборудования, снижение опасности прихватов, крутящего момента и гидравлических сопротивлений, лучшее качество цементирования. [c.327]

Давление столба бурового раствора на стенки ствола скважины, помимо удержания пластовых флюидов в пластах, помогает поддерживать устойчивость этого ствола. При наличии в разрезе пластичных пород, например каменной соли или неуплотненных глин, давление бурового раствора приобретает решающее значение для обеспечения устойчивости ствола. [c.15]

При возникновении некоторых осложнений глинистые коллоиды иногда дополняют и даже полностью заменяют органическими коллоидами. Например, если глины флокулируют под действием растворимых солей, в результате чего становится невозможным регулирование реологических и фильтрационных свойств раствора, в соленую воду или загрязненный солями буровой раствор добавляют солестойкие коллоиды (такие, как предварительно желатинизированный крахмал или целлюлозные полимеры). Целлюлозные и полиакриловые полимеры, а также полимеры из природных смол применяются в растворах с низким содержанием твердой фазы, чтобы облегчить поддержание устойчивости ствола скважины и свести к минимуму диспергирование выбуренной породы буровым раствором. Полимеры состоят из длинных цепочек повторяющихся групп, которые адсорбируются на поверхностях частиц шлама, защищая их от. разрушения. Эти полимеры обладают вязкостными свойствами главным образом благодаря механическому взаимодействию между цепями, при котором не происходит структурообразования (за исключением полимеров, между цепочками которых образуются поперечные связи в результате химического воздействия). [c.19]

Все условия, требующие бурения при пониженном градиенте давления значительные объемы притока воды, необходимость удаления крупного шлама при низкой скорости восходящего потока в кольцевом пространстве Следует применять полимер и вспенивающий агент, не снижающие устойчивости ствола и выдерживающие действие солей Пену можно образовывать на поверхности [c.32]

Обеспечивается устойчивость ствола скважины Требуется оборудование для механического [c.34]

Можно разработать композицию раствора любой плотности, обеспечивающую устойчивость ствола и удовлетворяющую требованию термостабильности при температурах до 315°С [c.34]

Независимо от места заложения скважины следует проанализировать всю имеющуюся информацию о типе и толщине пластов в разрезе. Источниками такой информации являются каротаж в соседних скважинах, электроразведка, данные об отработке долот, отчеты бурового мастера, данные об отборе кернов и т. д. Следует критически проанализировать сообщения о случившихся осложнениях и принятых методах их ликвидации. К числу потенциальных осложнений относятся нарушение устойчивости ствола, поглощение, снижение механической скорости бурения, аномально высокие давления, высокие температуры, корродирующие газы, прихват бурильной колонны и снижение продуктивности скважины. Для успешного выполнения программы бурения необходимо преодолеть все эти трудности путем принятия мер, направленных на регулирование состава и свойств бурового раствора. Такой подход анализируется в главах 8 и 9. [c.36]

При рассмотрении истории развития буровых растворов на водной основе в рамках этой книги было бы невозможно перечислить все применявшиеся композиции. Вместо этого авторы поставили цель —выявить пути развития технологии для удовлетворения возрастающих нужд при непрерывном росте глубин скважин и сложности буровых проблем. Функциональные требования к буровому раствору возросли с одного (удаление шлама из скважины) до многих, в том числе регулирование давления в скважине и поддержание устойчивости ствола. В то же время буровые растворы не должны наносить ущерба ни продуктивности скважины, ни персоналу, ни буровому оборудованию, ни окружающей среде. [c.75]

Дальнейшие исследования показали, что вода поступает из раствора в глинистый сланец, если соленость воды в сланце выше солености воды в буровом растворе на углеводородной основе. Таким образом, обогащение и потеря сланцем воды определяются осмотическим давлением. Когда давление гидратации на поверхности сланца соответствовало осмотическому давлению раствора на углеводородной основе, никакого перемещения воды не происходило. Соленость, необходимую для обеспечения устойчивости ствола, можно рассчитать по измеренному значению солености воды в глинистом сланце, если принять, что напряжение, развивающееся при гидратации на поверхности глинистых пластинок, равно напряжению в скелете сланцев (горное давление минус давление флюидов в поровом пространстве). [c.82]

Внедрение загущенной пены стало значительным достижением в технологии бурения. Этот метод бурения при пониженном градиенте давления стал значительным вкладом в решение проблем поглощения и очистки ствола скважины на испытательном полигоне Комиссии по атомной энергии США в шт. Невада. Поскольку добиться нормальной циркуляции обычными методами не удалось, в 1962 г. попытались применить воздух и пену, но удаление выбуренной породы из стволов большого диаметра (1630 мм) было связано со значительными трудностями. В 1963 г. был разработан буровой раствор, который (наряду с некоторыми изменениями в режиме бурения) привел к резкому снижению стоимости проводки стволов большого диаметра. На центральном растворном узле начали готовить раствор с массовой долей воды 98 %, кальцинированной соды 0,3 %, бентонита 3,5% и гуаровой смолы 0,17 7о- На буровой к раствору добавляли пенообразующий агент (объемная доля 1 %). Расходы подаваемого воздуха и раствора тщательно регулировали, чтобы поднимающаяся из скважины пена имела консистенцию крема для бритья. При использовании загущенной пены скорости восходящего потока, не превышающие 0,5 м/с, были достаточны для бурения стволов диаметром 1630 мм. Загущенная пена способствовала повышению устойчивости ствола в зонах кавернообразования. Эта способность загущенной пены оказалась особенно ценной. Позднее вместо гуаровой смолы стали применять другие полимеры, которые в ряде случаев заменили, и бентонит. [c.91]

Каждый, кто занимается технологией промывки ствола скважины, должен иметь хорошие представления о минералогии глин, так как глина представляет собой коллоидную составляющую почти всех водных буровых растворов и используется в буровых растворах на углеводородной основе. Частицы выбуренной породы из глинистых пластов, попадая в буровой раствор, значительно изменяют его свойства. Устойчивость ствола скважины также во многом зависит от взаимодействия между буровым раствором и вскрытыми глинистыми сланцами. При использовании неправильно подобранного типа бурового раствора в результате воздействия фильтрата бурового раствора на глинистые частицы, присутствующие в нефте-, газоносных пластах, продуктивность скважины может снизиться. Все это указывает на необходимость знания минералогии глин. [c.131]

ВАЖНОСТЬ ПОДДЕРЖАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СТВОЛА [c.238]

Главной целью инженера по бурению должно быть поддержание устойчивости ствола, так как ствол номинального диаметра можно очищать буровым раствором низкой вязкости, при [c.238]

Для предотвращения притока пластовых флюидов в ствол скважины гидростатическое давление столба бурового раствора должно превышать давление флюидов в порах породы. Поэтому буровой раствор имеет тенденцию вторгаться в проницаемые пласты. Сильных поглощений бурового раствора в пласт обычно не происходит благодаря тому, что его твердая фаза проникает в поры и трещины на стенке ствола скважины, образуя глинистую корку сравнительно низкой проницаемости, через которую может проходить только фильтрат. Буровой раствор приходится обрабатывать с целью обеспечения как можно меньшей проницаемости глинистой корки, чтобы поддержать устойчивость ствола скважины и снизить до минимума внедрение фильтрата бурового раствора в потенциально продуктивные горизонты, что вызывает ухудшение коллекторских свойств. При высокой проницаемости глинистой корки она становится толстой, что уменьшает эффективный диаметр ствола и вызывает различные осложнения, например чрезмерный момент при вращении бурильной колонны, затяжки при ее подъеме, а также высокое давление при свабировании и значительные положительные импульсы давления. Толстая корка может вызвать прихват бурильной колонны под действием перепада давления, что приводит к дорогостоящим ловильным работам. [c.241]

Глава 8 УСТОЙЧИВОСТЬ СТВОЛА [c.291]

В этой главе будут рассмотрены два основных аспекта устойчивости ствола скважины. Во-первых, механическая устойчивость, зависящая от усилий и давлений, действующих на стенки ствола, и способность пород сопротивляться этим нагрузкам и, во-вторых, неустойчивость, являющаяся следствием физико-химических взаимодействий бурового раствора с глинистым сланцем, вскрытым в скважине. Разрушение ствола под действием растягивающих нагрузок, т. е. искусственное трещинообразование, рассматривается в разделе главы 9, посвященном поглощениям. [c.291]

МЕХАНИКА УСТОЙЧИВОСТИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ Геологические и геофизические особенности осадочных бассейнов [c.291]

Если при этом не превышается уровень критической деформации, ствол сохраняет устойчивость. Внутренний и наружный радиусы зоны пластических деформаций при сохранении устойчивости ствола зависят от пластичности горных пород, определяемой углом ф внутреннего трения прочности сцепления с горной породы и распределения напряжений в зоне пластических упругих деформаций. Поскольку эти напряжения в обеих зонах возрастают с глубиной скважины, ширина зоны пластических деформаций, необходимая для поддержания устойчивости ствола, также возрастает с глубиной. Наружный радиус зоны пластических деформаций, при котором обеспечивается устойчивость ствола при конкретных (до проходки данного интервала) напряжениях, для трех типов пород показан на рис. 8.13. Если уровень критической деформации горной породы будет превышен до того, как ширина зоны пластических деформаций достигнет необходимого размера, ствол скважины начнет обрушаться. [c.302]

Горизонтальная составляющая горного давления Ог снижается от Оо в удаленных от ствола частях массива до нуля на стенке скважины. Под действием давления в стволе скважины на стенке развивается центробежное растягивающее напряжение 00, которое максимально непосредственно на стенке скважины и снижается до ао в удаленных от скважины частях массива, т. е. оба напряжения влияют на устойчивость ствола. С точки зрения устойчивости ствола скважины Од является наибольшим основным напряжением, а Ог — наименьшим. Устойчивость ствола, таким образом, зависит от разности этих напряжений и их распределения в горной породе вблизи скважины. [c.302]

При бурении скважин с промывкой буровым раствором плотность его обычно поддерживается на достаточно высоком уровне, чтобы Рт превосходило р/ на некоторое значение, обеспечивающее безопасность работ, в результате жидкость из ствола внедряется в пласт. Если на стенке скважины не образуется глинистой корки, как это происходит при бурении с промывкой солевыми растворами, градиент гидродинамического давления уменьшается с увеличением расстояния г (см. рис. 8.15, Б) следовательно, центробежное растягивающее напряжение снижается, а устойчивость ствола увеличивается. Стабилизирующее действие положительного перепада давления, развиваемого буровым раствором, намного сильнее, если в стволе скважины находится буровой раствор с регулируемыми фильтрационными свойствами, так как проницаемость глинистой корки примерно в 3 раза меньше проницаемости любой породы (кроме глинистого сланца). В результате почти весь перепад давления Ар приходится на глинистую корку (см. рис. 8.15, В). В этом случае Др действует как поперечное давление, упрочняющее горную породу. [c.306]

Хотя буровые растворы на углеводородной основе с регулируемой активностью водной фазы лучше всего предотвращают гидратацию глинистых сланцев, стоимость их высока и они экологически небезопасны. Кроме того, вследствие сравнительно высокой пластической вязкости и низкого предельного динамического напряжения сдвига способность таких растворов очищать ствол скважины хуже, чем у растворов на водной основе. Это является очень существенным недостатком буровых растворов на углеводородной основе, если в стволе происходит значительное увеличение номинального диаметра. Поэтому во многих районах для разбуривания чувствительных к действию воды глинистых сланцев применяют буровые растворы на водной основе. При правильном подборе их рецептуры можно поддерживать удовлетворительную устойчивость ствола, а в случае чрезмерного увеличения диаметра скважины соотношение предельного динамического напряжения сдвига и пластической вязкости растворов на водной основе можно легко регулировать, чтобы улучшить очистку ствола. [c.323]

Выбор типа бурового раствора, обеспечивающего устойчивость ствола скважины [c.327]

Оптимальная концентрация ДСБ в буровом растворе составляет 0,5 - 1 % об. Разработанные смазочные добавки к буровым растворам на водной основе прошли широкие промысловые испытания на месторождениях Башкортостана, Западной Сибири и Удмуртии. В частности, показателен двухгодичный опыт применения смазок ДСБ-4ТТ и ДСБ-4ТМП при бурении глубокой параметрической скважины №1-Леузы. Он показал, что указанные смазки оказывают облагораживающее действие на параметры бурового раствора усиливаются его ингибирующие свойства, снижается показатель фильтрации, увеличивается удельное электрическое сопротивление, отсутствует вспенивающий эффект. Применение данных смазок, благодаря комплексу их положительных свойств, обеспечило удовлетворительную устойчивость ствола скважины в процессе её бурения и позволило успешно выполнить запланированный комплекс геологогеофизических исследований. [c.14]

Лучшие результаты с точки зрения сохранения устойчивости ствола скважины следует ожидать нри применении композиции реагентов КМЦ -Ь КССБ, КМЦ + силикат натрия, гуматы или гипан + силикат натрия. [c.78]

Всего было установлено восемь силикатных ванн и замечеьш высокая устойчивость ствола скважины при полном отсутствии затяжек в интервале коллекторов. Спуск 127-мм хвостовика на глубину 6806 м в скважину, пробуренную 141-мм долотами, подтвердил хорошее состояние ствола скважины и отсутствие уступов. Кавернозность ствола скважины в интервале 6001—6806 м была минимальной (коэффициент кавернозности 1,12). [c.111]

Повышение водосмесевого отношения отрицательно влияет на проницаемость камня [546] и устойчивость ствола скважины. Во. V всех случаях с повышением содер- [c.232]

Революционный этап в истории буровых растворов начался одновременно с развитием и распространением вращательного бурения. Еще в 1833 г. французский инженер М. Фовиль выдвинул идею промывки скважин непрерывной циркуляцией воды но трубам и затрубному пространству [13]. Однако практическое воплощение эта идея смогла получить лишь при вращательном бурении, предопределив успех нового способа проходки скважин. Если первые патенты на буровые растворы были получены в 1887 г. А. Краузе и М. Чепменом, то первые исследования в этой области были опубликованы А. Хеггманом и Д. Поллардом лишь в 1914 г. и А. Льюисом и В. Мак-Мюрреем в 1916 г. [9]. Их работы были посвящены созданию рецептур растворов, предотвращающих газопроявления и улучшающих устойчивость ствола. Но на реальную почву этот вопрос мог быть поставлен лишь через 10 лет, после того как Б. Строуд предложил различные утяжелители и методы утяжеления. К этому времени уже был накоплен некоторый опыт химической обработки. Стали известны методы улучшения глин, действие кальцинированной соды, фосфатов, жидкого стекла, различных электролитов, а также наполнителей для борьбы с поглощениями. [c.8]

Повышение устойчивости ствола скважин в среде растворов на нефтяной основе и инвертных эмульсий обусловлено их инертностью к проходимым породам, ниакой фильтрацией и трудностью проникновения высоковязкого фильтрата в разбуриваемую толщу. В. Роджерс [52] считает последний фактор основным как для [c.385]

Условия в скважине и окружающих ее породах определены на основании фундаментальных исследований явлений, происходящих при бурении ствола. Статьи, в которых описываются результаты этих исследований, можно найти в научно-техниче-ской литературе, однако число таких публикаций настолько велико, что рассматривать их отдельно в настоящей книге просто не представляется возможным. Поэтому эти данные сопоставляются и описываются лишь в общих чертах, чтобы исчерпывающим образом осветить основы технологии промывки ствола скважины и показать, каким образом эти теоретические положения можно применить при решении таких практических задач, как поддержание устойчивости ствола, предотвращение прихватов й поглощений, обеспечение ортимальних механиче-е [c.6]

Поскольку основная задача заключается в успешном завершении бурения и в заканчивании скважины в кратчайшее время, программа использования буровых растворов должн-а обладать определенной гибкостью, чтобы ее можно было корректировать при изменении условий в скважине для обеспечения максимальной скорости ироходки. Следовательно, при выборе бурового раствора необходимо учитывать все ранее рассмотренные факторы, влияющие на механическую скорость бурения и на устойчивость ствола скважины. [c.35]

Оптимизированное бурение предполагает такой выбор режимов работы, при которых затраты на достижение желаемой глубины минимальны при обязательном соблюдении требований безопасности персонала, охраны окружающей среды, получения достаточной информации о разбуриваемых пластах и обеспечения максимальной продуктивности скважины. Дж. Л. Ламмус утверждает, что буровой раствор является наиболее важным переменным фактором, который необходимо учитывать при оптимизации бурения. Вторым, по значению фактором является гидравлика промывки скважины. Выбор бурового раствора основывается на его относительной способности обеспечить разбуривание ожидаемых пластов с эффективной очисткой и сохранением устойчивости ствола. В своих ранних работах [c.48]

Рьюбел, работая в компании Юнион ойл , приступил к изучению механизма образования глинистой корки и фильтрации раствора в песчаные керны. Джонс и Бэбсон сообщили об исследованиях при давлениях до 28 МПа и температурах до 135 °С. Отмечались явные различия в фильтрационных характеристиках нескольких буровых растворов. Главной целью исследований было не предотвращение загрязнения продуктивного пласта, а обеспечение устойчивости ствола. Исследования показали, что породы обваливались в тех случаях, когда глинистые корки были толстые и в пласт поступали очень большие объемы воды. Когда та кие буровые растворы заменяли растворами, которые образовывали тонкие фильтрационные корки и характеризовались низкой водоотдачей, осложнения прекращались вообще либо становились не столь существенными. Однако лабораторное оборудование для исследований фильтрации нельзя было использовать в промысловых условиях. Позднее Фил X. Джонс описал простое надежное устройство для использования на промыслах. Этот прибор (рис. 2.6 2.7) с небольшими усовершенствованиями продолжает оставаться стандартным устройством, используемым для оценки характеристик бурового раствора на буровой. [c.57]

Исследования показали, что хромлигносульфонат является эффективным пептизатором он обеспечивает достаточное регулирование фильтрации и усиливает действие электролитов, препятствующих размельчению и диспергированию глинистого бурового шлама. Повышение устойчивости ствола и уменьшение дробления бурового шлама при разбуривании глинистых сланцев приписывали изолирующему действию лигносульфоната. Многослойная адсорбционная пленка, образуемая лигносульфо-натом на поверхности глины, замедляла проникновение воды и противодействовала разрушению стенок ствола и глинистого бурового шлама. [c.65]

В 1960 г. во время разбуривания крутопадающих глинистых сланцев на площади Сьерро-Пеладо, Венесуэла, Р. Д. Тайлер обратил внимание на заметное повышение устойчивости ствола скважины, когда обычно используемые для предотвращения набухания глин ионы натрия или кальция были заменены ионами калия. Помимо улучшения смазывающих свойств Консентрей 111 , состоящий из калиевых мыл сульфированных кислот таллового масла, служил в качестве эмульгатора для углеводородной фазы, а также предотвращал набухание глин . Увеличение диаметра ствола по сравнению с номинальным значительно уменьшилось, что, по мнению автора патентной заявки, зарегистрированной в сентябре 1963 г., было результатом ингибирующих свойств ионов калия. [c.70]

При составлении композиции бурового раствора, обеспечивающего максимальную устойчивость ствола скважины, необходимо подвергнуть местные глинистые сланцы четырем видам исследований испытанию н-а дифракцию рентгеновских лучей для выявления присутствующих в них глинистых минералов Определению изотерм адсорбции диспергированию глинистых частиц в растворах, которые предполагается использов1ать, и оценке поведения этих растворов при моделируемых скважинных условиях. Такие исследования описаны в главе 8. [c.117]

Понизители вязкости. Ни АНКМ, ни АНИ не выдвигают требований к исследованию рабочих характеристик понизителей вязкости. Обычно на поведение понизителя вязкости сильно влияет pH бурового раствора. Одни материалы нужно растворять в растворе гидроксида натрия, в то время как другие растворяются в воде. Перед добавлением в испытуемый буровой раствор понизитель вязкости необходимо растворить. К испытуемому раствору следует добавить такое же количество воды (без понизителя вязкости) и пробу подвергнуть такой же процедуре подготовки, что и раствор, обработанный понизителем вязкости. Помимо оценки влияния понизителя вязкости на реологические характеристики бурового раствора важно определить его влияние на фильтрационные свойства. К другим факторам, заслуживающим внимания при исследовании понизителя вязкости, относятся поглощение воздуха при перемешивании, влияние на него таких примесей, как хлорид натрия, гипс и цемент, а также устойчивость понизителя вязкости при максимальной температуре, которая предположительно будет проявляться в промысловых условиях. Могут быть также проведены дополнительные исследования влияния понизителя вязкости на диспергирование глинистых сланцев и устойчивость ствола скважины, если эти исследования оправданы запланированным применением этого материала. [c.130]

Механическая устойчивость ствола скважины анализировалась с помощью математических методов многими авторами, но здесь рассматривается только один из простых случаев, чтобы проиллюстрировать используемый подход. На рис. 8.14 показано распределение напряжений вокруг ствола скважины при следующих условиях горизонтальные межзерновые напряжения в неразбуренном-массиве оо равны, глинистая корка отсутствует, течения флюидов из ствола в пласт (и наоборот) нет, давление в стволе скважины равно нулю. [c.302]

Рис. 8.13. Определение ширины зоны пластических деформаций, вбеспечива-ющей устойчивость ствола скважины в различных породах. Параметры ф и с определялись по диаграммам Мора с использованием даннь1х, приведенных на рис. 8.6

Влияние Градиента гидродинамического давления на устойчивость ствола скважииы [c.304]

Из сказанного следует, что сжимающие напряжения на стенке скважины могут быть уменьшены, а устойчивость ствола повышена путем увеличения плотности бурового раствора. Необходимо следить за тем, чтобы в результате увеличения плотности бурового раствора не произошло разрушение ствола скважины под действием растягивающих нагрузок с последующим поглощением бурового раствора (см. раздел главы 9 об искусственном образовании трещин). Гнирк разработал математическую модель, с помощью которой можно составить программу для ЭВМ по расчету плотности бурового раствора, необходимой для предотвращения пластического течения. [c.306]

Давно установившееся представление о том, что для поддержания устойчивости ствола скважины необходимы очень низкие фильтрационные потери (измеряемыепо методике АНИ), делало сложную проблему слишком упрощенной. Во-первых, как было показано в главе 6, фильтрационные потери, определяемые по методике АНИ, совершенно не соответствуют значению этого параметра в стволе скважины. Во-вторых, сами по себе скорости фильтрации в стволе скважины оказывают слабое влияние на устойчивость ствола. Развиваемое буровым раствором давление на стенку скважины, которое помогает стабилизировать ствол, создается в результате образования глинистой корки на поверхности проницаемого пласта (а также в трещинах, существовавших в пласте до его вскрытия или об-326 [c.326]

В этой главе авторы стремились показать, что неустойчивость ствола скважины является серьезным осложнением, ха-)актер которого зависит от условий в разбуриваемой формации. 1оэтому тип бурового раствора, обеспечивающий максимальную устойчивость ствола, для каждой площади свой. Ни один раствор не может быть одинаково эффективен на всех площадях. Многие исследователи пытались положить в основу выбора бурового раствора классификацию глинистых сланцев по признаку минерального состава и структуры. При таком подходе трудность состояла в том, что свойства глинистых сланцев определяются слишком большим числом переменных факторов, чтобы их можно было подразделить на отдельньле простые категории. Кроме того, на устойчивость ствола влияют и другие факторы, такие как тектонические напряжения, поровые давления, характер залегания глинистой толщи и степень ее уплотненности. Так, глинистый сланец атока в юго-восточной части шт. Оклахома известен своей неустойчивостью вблизи пологого надвига Чоктоу, между тем, как в нескольких километрах к северу от этого надвига, где этот же сланец не подвергся тектоническим перемещениям, осложнения при его разбуривании случаются сравнительно редко. [c.327]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология