все лекции по тампонажным растворам. все лекции тамп р-ров.. Лекция 1 Какие применяются методы снижения водоотдачи буровых растворов

• Название: Лекция 1 Какие применяются методы снижения водоотдачи буровых растворов
• Анкор: все лекции по тампонажным растворам
• Дата: 04.04.2022
• Размер: 6.72 Mb.
• Имя файла: все лекции тамп р-ров..docx
• Тип: Лекция; #441973
• страница: 6 из 7

ЛЕКЦИЯ 15. Методы тампонирования

Методы сухого тампонирвоания (оперативное тампонироваие) производятся с целью:

- Устранения поглощения и водопритока

- Закрепления раздробленных трещинноватых пород

- Устранения межпластового перетока

- Устройства мостов и перемычек для направленного бурения

- Выполнения специальных работ и ликвидация скважины

- Проведения ликвидационного тампонирования
В интервал тампонирвоания доставляется БСС в сухом виде, происходит ее перемалывание, смешивание с жидкостью затворения.
Плюсы:

- Активация БСС непосредственно в интервале тампонирования

- Быстрые сроки схватывания (до 15-20 минут) и возможность использования как оперативного метода тампонирования

- Растекание смеси невелико (ТС формируется в непосредственной близости от ствола скважины)

- Возможность использования "лежалых" цементов, потерявших свою активность
Активация цемента в сухом виде:

- перемалывание цемента в шаровых мельницах, с целью увеличения степени дисперсности

- просеивание, удаление крупных фракций

- электромагнитная обработка цемегнта
Состав БСС для сухоготампонирвоания

- Портланд цемент (55-60% CaO, 4-8% Al₂O₃)

- Глиноземистый цемент (25-30% CaO, 35-40% Al₂O₃), алибастр - время схватывания - 10-15 минут

Также используется БСС на основе цемента и полимерных веществ.

Глиноземистый цемент 70-80% + полимер 15-25% - время схватывания - 15-25 мин.

Рис.66. Схема расфасовок БСС



Рис.67. Схема снаряда для сухого тампонирования
При использовании ССК и КССК:


Рис.68. Схема использования таблетированных БСС для устранения поглощения при бурении с использованием снарядов ССК, КССК
Изготовление мостов и разделительных пробок:


Рис.69. Схема снаряда для получения перемычек в скважине в виде мостов и пробок
Выбор способа тампонирования:

Способы тампонирования определяются:

-видом и составом используемых ТС;

-последовательностью выполнения технологических операций;

-способом доставки ТС в интервал тампонирования.
1ая группа способов:

Способы, основанные на доставке по стволу скважины, применяются при условиях:

-если скважина неглубокая (разведочная до 200м, нефтегазовая до 2000м);

-отсутствие пород склонных к обрушению;

-отсутствие пород высокой проницаемости.
2ая группа способов:

Предусматривает доставку тампонажного раствора по бурильным трубам. Применяются в условиях:

-если скважина глубокая;

-если есть высокопроницаемые пласты выше интервала тампонирования и присутствует поглощение.
3я группа способов:

Способ основан на доставке ТС в контейнерах или тампонажных-устройствах

1. 
   при изготовлении ТС на поверхности;
   
2. 
   смешивание компонентов ТС непосредственно в интервале тампонирования.
   

4ая группа способов:

Способ основан на снижении проницаемости интервала тампонирования

Возможно за счет:

-увеличения реалогических параметров;

-введения наполнителей.

Введение наполнителей осуществляется:

- в буровой раствор при вскрытии интервала поглощения

-намыв наполнителя в интервал поглощения;

-ввод наполнителя в состав ТС;

-метод мягкой пробки (густой глинистый раствор).

Методы, обусловливающие снижение проницаемости поглощающего горизонта.

Вводят наполнители по определенной технологической схеме. Этот способ применяется при раскрытии трещин более 0,6 мм.

Наполнители позволяют уменьшить раскрытие каналов и снизить проницаемость.

Используются следующие наполнители: гранулярные, волокнистые, чешуйчатые.

Способы введения наполнителя:

1) ввод наполнителя в буровой раствор в процессе бурения;

2) намыв наполнителя в интервал поглощения;

3) способ «мягкой пробки» заключается в закачивании в интервал поглощения густого глинистого раствора;

4) ввод наполнителя в тампонажную смесь.

Метод «Мягкой пробки».

Метод применяется в том случае, если введение наполнителя в буровой раствор не позволило уменьшить проницаемость пласта и не произошло снижение интенсивности поглощения.

Производимые операции:

• 
  Остановка процесса бурения;
  
• 
  Приготовление глинистого раствора, объемом 6-10 м³, с условной вязкостью 60-80 с;
  
• 
  Нагнетание раствора в интервал поглощения;
  
• 
  Выдержка 3-4 ч;
  
• 
  Перебуривание получившейся мягкой пробки
  

(Если поглощение не ликвидировано, то готовят «пробку» + наполнитель)

Метод намыва наполнителя

Осуществляется в том случае, если раскрытие трещин больше 0,6 мм или диаметр канала больше 0,1 мм.

где раскрытие трещин (90)



Рис.70. Схема процесса намыва наполнителя.



Рис.71. Образец индикаторной диаграммы до и после намыва наполнителя.



где индекс давления поглощения;

коэффициентпоглощающей способности;

(91)

Где дебет поглощения;

(92)

Где давление в скважине;

давление поглощения.

(93)

(94)

По способу доставки:

1) способ, предусматривающий доставку ТС по открытому стволу;

2) способ, основанный на доставке ТС по бурильным трубам или по насосно-компрессорным трубам: а) способ с открытой нижней частью бурильной колонны; б) способ с использованием пакера, который позволяет герметизировать нижнюю часть бурильной колонны, отделив интервал тампонирования от выше расположенной части скважины;

3) способ с использованием контейнеров или тампонажных устройств.
Доставка по открытому стволу

Условия применения:

1) неглубокая скважина (до 2000 м на нефть и газ; до 100-200 м разведочные скважины);

2) отсутствие интервала поглощения выше интервала тампонирования и отсутствие интервалов с повышенной проницаемостью.


Рис.72. Схема способа тампонирования по открытому стволу.

Сначала нагнетается ТС или по отводу или по бурильным трубам, затем продавочная жидкость.

Доставка по бурильным трубам

Условия применения:

1) скважина на нефть и газ глубиной более 2000 м, разведочные скважины – более

150 м;

2) когда требуется увеличить кол-во тампонирования.
Условие равновесия:

, (95)

где - давление поглощения;

– плотность продавочной жидкости;

– высота столба продавочной жидкости.

Тогда преобразовав, получим:

, (96)

где объем продавочной жидкости

площадь поперечного сечения канала бурильной трубы, через которое

производят продавливание бурового раствора.

Тогда потребный объем продавочной жидкости составит:

(97)

Рис.73. Схема доставки продавочной жидкости по бурильным трубам

Технология:

1) Опускаем бурильные трубы или насосно-компрессорные трубы, не доходя до кровли поглощающего горизонта на 30-40 см;

2) Определяем ;

3) Нагнетаем ТС;

4) Продавливаем ТС;

5) Постепенно извлекаем бурильные трубы;

6) Заполняем скважину промывочной жидкостью (для исключения прихвата);

7) Даем выдержку;

8) Разбуриваем;

9) Проверяем условия необходимости применения пробки:;

9 а) - радиус контура растекания тампонажного раствора

Откуда: ;

0,5 - 2,5 м – условие надежности тампонирования

, (98)

где давление в скважине, которое гарантирует качество тампонирования

9 б) гидростатическое давление составного столба:



– удельный вес тампонажной смеси, Н/м³;

– удельный вес продавочной жидкости, Н/м³

Если , то пакер не нужен

Если , то пакер нужен
С использованием пакера

, (99)

Где перепад давления на насосе

(100)

Рекомендуемые способы тампонирования в зависимости от поглощающей способности:

При

а) тампонирование по открытому стволу без бурильных труб (устойчивые вышезалегающие породы, частичное поглощение и слабое водопроявления);

б) по бурильным трубам без пакера ( ), (требуется исключение загрязнения ствола скважины; при наличии выше интервала тампонирования пород с высокой проницаемостью; более глубокие скважины);

в) по бурильным трубам с пакером ( ).
с 1 пакером проводят, если требуется минимальное загрязнение скважины; требуется более высокое качество тампонирования;

с 2 пакерамипроводят, если при значительном расстоянии от забоя скважины до подошвы интервала поглощения; есть вероятность гидроразрыва пород в нижней части поглощающего горизонта; условие повторного цементирования.

При

Доставка ТС в контейнерах или тампонажных устройствах.

• 
  Поглощение высокой интенсивности;
  
• 
  Требуется раздельная доставка ТС и отвердителя;
  
• 
  Использование БСС.
  

При

Спуск в скважину тампонажного устройства, в состав которого входит перекрывающее устройство из эластичного непроницаемого материала.

• 
  Катастрофическое поглощение;
  
• 
  Интервалы, в которых диаметр каверн на много больше диаметра скважины (карстовые полости, технологические полости, заброшенные горные выработки).
  

Ликвидационное тампонирование.

Простой способ	Специальный способ
Заключается в закачивании в скважину ТС, которая выдавливает из скважины промывочную жидкость от забоя до устья (неглубокие скважины, невскрывшие геологический объект)	Осуществляется с применением разделительных пробок, мостов и гидроизоляционных перемычек.

Назначение:

1. устранение циркуляции подземных вод после извлечения обсадных труб из скважины;

2. недопущение смешивания вод различных горизонтов;

3. исключение понижения уровня подземных вод;

4. исключение прорыва подземных вод в горные выработки;

5. когда необходимо воссоздать природное равновесие в скважине.

Материалы: цемент, БСС, глина, шламы, отработанный буровой раствор.


Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный университет имени Серго Орджоникидзе»

Кафедра современных технологий бурения

скважин имени проф. Воздвиженского Б.И.

Методическое пособие по дисциплине «Буровые промывочные и тампонажные растворы» для студентов, обучающихся по направлению «Нефтегазовое дело», а также специальности «Технология геологической разведки», специализация «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых»


Составили:

д.т.н., проф. Соловьев Н.В.

ст. препод. Соловьева Т.И.


Москва, 2017г.

Методические рекомендации по выполнению курсового проекта на тему:

«Разработка технологической карты тампонирования скважины»
Технологическая карта — основной технико-технологический документ, разработанный на основе действующих технологических регламентов и нормативных требований и содержащий:

- сведения о литологическом составе горных пород;

- свойства, морфологические особенности залегания горных пород и интервала тампонирования;

- основные параметры интервала тампонирования:

● признаки осложнений;

● категория поглощающей способности;

● уровни жидкости в скважине;

- основные сведения о виде и составе тампонажных смесей;

- свойства тампонажных смесей;

- сведения по способу тампонирования для устранения осложнений:

● способ приготовления тампонажных смесей,

● способ доставки в интервал тампонирования,

● используемое оборудование:

ЦСМ; ЦА.; тампонажные устройства, пакеры и др.


Задачи, решаемые при выполнении курсового проекта:

- Получение навыков в проектировании технологии тампонирования скважин;

- комплексная оценка горных пород интервала тампонирования;

- обоснование и выбор вида тампонажной смеси:

● её параметров;

● компонентного состава;

- расчет количества материалов для получения тампонажного раствора и расчета его объемов при тампонировании;

- обоснование способа приготовления;

- выбор способа доставки тампонажного раствора в интервал тампонирования.

Рекомендуемое содержание курсового проекта:

Введение

Приводятся общие сведения о тампонировании скважин, его назначении и условиях применения.

Используются материалы по литературе [1,2,3]

Раздел 1. Задание на курсовое проектирование.
Для этого необходимо в электронном виде заполнить задание [2, раздел 1 стр.6]

Необходимые сведения берутся в соответствии с выданным вариантом по сведениям из журнала наблюдений [2, стр. 7-17]

В колонке 6 бланка задания [2, стр. 6] необходимо привести условными обозначениями слоя горных пород, залегающих в разрезе по скважине, а наименование этих пород ввести дополнительной колонкой:

суглинки

глины

доломиты

аргиллиты

известняки

известняки трещиноватые

В колонке 7 указывается осложнение — поглощение бурового раствора.

В колонке 3 указывается расстояние от устья скважины до кровли поглощающего горизонта:

а) для аналитического метода (вариант заданий №1):

Нпг=Нст+150м

б) для графо-аналитического метода (вариант заданий №2):

Нпг=Нст+200м

где Нст — статический уровень жидкости в скважине принимается в соответствии с вариантом в таблице заданий [2, стр. 7-17].
В колонке 4 указываются расчетные значения расстояния от устья до подошвы поглощающего горизонта.

а) для аналитического метода:

Hп=Нпг+20, м.

б)для графоаналитического метода

Нп=Нпг+30,м.:

Эти расчетные данные приводятся ниже таблицы задания [2, раздел 1.1. бланк задания].

Кроме того здесь же необходимо привести расчет диаметра долота или диаметра скважины ниже глубины спуска кондуктора:

Дд'=Двн. - 2Δ, мм

Двн — внутренний диаметр кондуктора который задается по варианту задания [2, стр 7-17]

Δ – зазор между внутрененней поверхностью обсадной колонны и долотом

Δ=3-10 мм.

После определения расчетного значения диаметра долота Дд кроме того необходимо принять его номинальное значение по справочнику. Это значение диаметра будет участвовать в расчетах по определению объема тампонажного раствора:

Данное задание представляется руководителю курсового проекта в распечатанном виде и после его утверждения является основой для составления пояснительной записки к этому проекту.
При формировании литологического разреза по скважине с обозначением интервала поглощения необходимо использовать рекомендуемые условные обозначения горных пород:

Условные обозначения горных пород к заданиям:

колонка №6

рис. глины

рис. Суглинки






Раздел 2. Характеристика тампонажных растворов и методов ликвидации поглощений.

2.1. Назначение и классификация тампонажных растворов.

2.2. Основные сведения о материалах для получения тампонажных растворов.

2.3. Причины поглощений и методы их ликвидации.

2.4. Способы тампонирования.

Данный раздел составляется на основе сведений, изложенных в литературе [1,2,3,4,5 и др.]
Раздел 3. Оценка параметров горных пород интервала тампонирования.