Буровые промывочные жидкости и тампонажные растворы. курсач бпж. Регламент на промывку вертикальной нефтяной
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
2. Разделение геологического разреза на интервалы по устойчивости горных пород и осложненности разреза и выбор типа промывочной жидкости по интервалам бурения 2.1 Разделение геологического разреза на интервалы по устойчивости горных пород и осложненности разреза Разделение геологического разреза начинается с анализа состава пород, слагающих разрез. При этом критериями выделения пород в единый технологический интервал является однородность минералогического состава горной породы, содержание в ней близкой по составу и степени минерализации пластовых флюидов, температура пластов, их проницаемость и пористость, величины пластовых давлений и давлений гидроразрыва пород, наличие зон возможных осложнений. Нужно уделять особое внимание на достигнутый уровень технологии бурения. При выделении в разрезе технологического интервала должны учитываться возможности самопроизвольного искривления скважин или решение специальных задач при наклонно-направленном бурении. Выделяем следующие интервалы, исходя из данных условий: Интервал (0-480)м. Супеси, пески, суглинки. Возможны поглощения бурового раствора, интенсивные осыпи и обвалы стенок скважины. Бурение под направление. Интервал (480-2100)м. Глины, опоки, пески. Возможны поглощения бурового раствора, интенсивные осыпи и обвалы стенок скважины. Интервал обсаживается кондуктором. 3. Интервал (2100-2410)м. Глины, опоки. Возможны слабые осыпи и обвалы стенок скважины, разжижение бурового раствора.  2.2 Выбор параметров промывочной жидкости Свойства бурового раствора в комплексе с технологическими мероприятиями и техническими средствами должны обеспечивать безаварийные условия бурения с высокими технико-экономическими показателями при условии качественного вскрытия продуктивных горизонтов. Параметры промывочной жидкости в первую очередь определяются необходимостью создания гидростатического давления в скважине, препятствующего проявлению пластового и порового давления геологических формаций. Кроме того, состав и свойства промывочной жидкости должны способствовать предупреждению обвалов и осыпей стенок скважины, обеспечивать создание малой зоны проникновения фильтрата в продуктивный пласт и своими реологическими свойствами способствовать максимальной реализации технических характеристик ЗД и наземного оборудования, качественной промывки скважины и выносу шлама. Плотность бурового раствора.  Допустимый диапазон изменения планируемой плотности бурового раствора из условия недопущения гидроразрыва пласта и проникновение пластовых флюидов в скважину. , (1)где,  - плотность промывочной жидкости, кг/м3 - ускорение свободного падения, м/с2 ( м/с2) - текущая глубина скважины, м - пластовое (поровое) давление на глубине , кг/м2 - горное (геостатическое) давление на глубине , кг/м2 , (2)где, Кз – коэффициент превышения давления в скважине над пластовым  при до 1200м, при до 2500м, при больше 2500м.Плотность бурового раствора при вскрытии газоводонасыщенных пластов должна определяться для горизонта с максимальным градиентом пластового давления в интервале совместимых условий. Плотность бурового раствора в интервалах совместимых условий бурения должна определяться из расчета создания столбом бурового раствора гидростатического давления в скважине, превышающего пластовое (поровое) давление на величину: - 10-15 % для скважин глубиной до 1200 м (интервалов от 0 до 1200 м), но не более 15 кгс/см2 (1,5 МПа); - 5-10 % для скважин глубиной до 2500 м (интервалов от 1200 до 2500 м), но не более 25 кгс/см2 (2,5 Мпа); - 4-7 % для скважин глубиной более 2500 м (интервалов от 2500 и до проектной глубины), но не более 35 кгс/см2 (3,5 МПа). Нормальное пластовое давление в любых геологических условиях равно гидростатическому давлению столба воды плотностью 1 г/см3 (1000 кг/м3) от кровли пласта до поверхности. Аномальное пластовое давление характеризуется любым отклонением от нормального. Максимально допустимая репрессия (с учетом гидродинамических потерь) должна исключать возможность гидроразрыва или поглощения бурового раствора на любой глубине интервала совместимых условий бурения. В интервалах, сложенных глинами, аргиллитами, глинистыми сланцами, солями, склонными к потере устойчивости и текучести, плотность, фильтрация и химический состав бурового раствора устанавливается исходя из необходимости обеспечения устойчивости стенок скважины. Допускается депрессия на стенки скважины в пределах 10-15% эффективных скелетных напряжений ( разница между горным и поровым давлением пород), если это не вызывает угрозу течения, осыпей, обвалов и не приводит к газонефтеводопроявлениям. Таким образом, в случае репрессии на пласт при вскрытии нефтеводонасыщенных, газоносных, газоконденсатных пластов, а также пластов в неизученных интервалах разведочных скважин, необходимую плотность бурового раствора  в кг/м3 определят по формуле: , (3)где - пластовое давление, Па; - допустимая репрессия на пласт, Па;g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; - глубина залегания кровли пласта с максимальным градиентом пластового давления, м В случае бурения скважин в интервалах залегания непроницаемых горных пород с депрессией на стенки скважины необходимую плотность бурового раствора определят по формуле: , (4)где  - допустимая депрессия на стенки скважины, Па. , (5)где  – заданное значение депрессия в процентах от скелетного напряжения  , %. Скелетное напряжение горных пород определяется разницей горного  и порового  давления по формуле: , (6)где  - средняя плотность горных пород, слагающих вскрываемый пласт, кг/м3; - коэффициент аномальности порового давления; - плотность пресной воды,  кг/м3.Если при рассчитанных значениях плотности бурового раствора наблюдается посадки или затяжки инструмента, оптимальное значение подбирают путем её ступенчатого повышения. Реологические параметры бурового раствора. Течение буровых растворов чаще всего удовлетворяет реологической модели Шведова-Бингама для вязкопластичной жидкости. Поэтому реологические свойства буровых растворов принято оценивать по величинам пластической (структурной) вязкости  и динамического напряжения сдвига  .Динамическое напряжение сдвига. Усредненное значение динамического напряжения сдвига глинистого раствора можно оценить по формуле:  , (7)Пластическую вязкость раствора рекомендуется поддерживать минимально возможной. При использовании трехступенчатой системы очистки бурового раствора её в первом приближении оценивают по формуле:  , (8) Для качественного первичного вскрытия продуктивного пласта реологические параметры бурового раствора должны выдерживаться в пределах:  ,  .Условная вязкость Вязкость качественно определят величину гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе скважины, а также проникновение промывочной жидкости в поры и трещины горных пород. Оценочно определяется по формуле:  , с (9)Структкрно-механические свойства промывочной жидкости Структкрно-механические свойства буового раствора характеризуют состояние коагуляционного структурообразования в дисперсных системах. Эти свойства оценивают параметрами статического напряжения сдвига через 1 и 10 минут и их отношением. Выбор этих параметров должен проектироваться с учётом бурения в данном районе. Выбор необходимых значений показаткля фильтрации и толщина образующейся при фильтрации корки на стенках скважины производится с учётом скважинных условий с целью предупреждения возможных осложнений при бурении и заканчивании скважин, сохранение коллекторских свойств продуктивных платсов. Водоотдачу в первом приближении можно определить по формуле:  , см3/30 мин (10)Рассчитываем параметры бурового раствора для каждого интервала.  I интервал (0-480)м.Pпл = 0,490 МПа,  ,  МПа, Lk=480м. кг/м3, кг/м3.Принимаем плотность бурового раствора для данного интервала  кг/м3.Среднее значение динамического напряжения сдвига:  Па.Пластическая вязкость:  Пас.Условная вязкость:  с.Водоотдача:  см3/30мин.Интервал (480-2100)м. Pпл = 6,48 МПа, , МПа, Lк=2100м кг/м3. кг/м3.Принимаем плотность бурового раствора для данного интервала  кг/м3.Среднее значение динамического напряжения сдвига:  Па.Пластическая вязкость:  Пас.Условная вязкость:  с.Водоотдача:  см3/30мин.Интервал (2100-2410)м. Pпл = 9,32 МПа,  ,  кг/м3, Lл=2410м. кг/м3.Скелетное напряжение горных пород:  МПа. МПа.  кг/м3.Принимаем плотность бурового раствора для интервалов (2100-2410)  кг/м3.Среднее значение динамического напряжения сдвига:  Па,Пластическая вязкость:  Пас.Условная вязкость:   с. Водоотдача: см3/30мин.2.3 Обоснование выбора типа промывочной жидкости по интервалам бурения Первый вариант буровых растсворов выбирается в соответствии с опытом бурения на данном месторождении. Второй вариант выбирается на основании литературного обзора . Основным критерием при выборе типа бурового раствора для конкретных геологических условий является соответствие составов буровых растворов разбуриваемых пород на всем интервале бурения до спуска обсадной колонны. Встречающиеся при бурении скважин горные породы, в зависимости от литологического строения и физико-химической активности взаимодействия с буровыми растворами, разделяют на восемь групп с учетом пределов минерализации температуры на забое. Первая группа - песчаники, доломиты, известняки. Эти породы характеризуются устойчивостью при разбуривании, так как не изменяют своих физико-химических свойств под воздействием фильтрата буровых растворов. Вторая группа - песчаники, известняки, доломиты с пропластками глин, аргиллитов, мергелей, алевролитов. Эти породы неустойчивы вследствие набухания глин и осыпей аргиллитов и алевролитов, в связи, с чем их разбуривание сопровождается осыпями, обвалами, поглощениями буровых растворов и прихватами бурильного инструмента. Третья группа - глины. Разбуривание глин сопряжено с большими трудностями, так как они могут легко переходить в раствор, увеличивая в нем содержание твердой фазы. Наибольшее влияние оказывает коллоидная составляющая разбуриваемых глин. Четвертая группа - аргиллиты, алевролиты, глинистые известняки. Эти породы, имеющие пластинчатое строение, характеризуются неустойчивостью к осыпям и обвалам. Пятая группа - каменная соль. Ее растворение обуславливает образование каверн, что может, в свою очередь, привести к осыпям, обвалам вышележащих терригенных пород. Шестая группа - каменная соль с пропластками других солей, обладающих различной растворимостью. Седьмая группа - каменная соль с пропластками терригенных пород. Восьмая группа - каменная соль с пропластками бишофита и терригенных пород. Внутри каждой группы существует своя классификация пород, составляющих данную группу. Систематизация данных об используемых при бурении скважин буровых растворах (в зависимости от типа горных пород, допустимой минерализации водной фазы, температуры на забое, ингибирующей способности, растворимости горных пород в воде) позволила разделить их на пять основных типов, которые подразделяются на виды, а виды - на рецептуры.  Таблица 12- Типы буровых растворов 
| ||||||||||||||||||||||