Поглощение бурового раствора - правильнее говорить поглощение технологических жидкостей — это уход технологических жидкостей в пласт в процессе сооружения скважины или в процессе ликвидации других осложнений и аварий.
Другими словами, поглощение может произойти в отношении любого флюида, закачиваемого в скважину или выходящего из пласта.
В скважине может поглощаться закачиваемый буровой раствор, тампонажный раствор, буферная жидкость, жидкость глушения при КРС, жидкости ванн для ликвидации прихватов, в некоторых случаях даже продавочная жидкость.
Также может поглощаться и флюид, выходящий из пласта (нефть, газ, вода). Например, поглощение при ГНВП – когда флюид выходит из напорного (активного) пласта и поглощается вышележащим «слабым» пластом при миграции флюида (для газа) или при нарушении равновесия давлений при проведении процедур глушения.
Для того, чтобы возникло явление поглощения в первую очередь нужно, чтобы в горной породе были каналы для ухода флюида. Эти каналы могут быть естественно-образованными (естественная пористость или трещиноватость) или новообразованными в результате создания в скважине избыточного давления, превышающего прочность горных пород открытой части ствола скважины (давления гидравлическго разрыва пород).
Вторым условием возникновения поглощения в скважине является создание такого забойного давления (под забоем подразумеваем образно точку или интервал возникновения поглощения), которое превышало бы либо давление поглощения, либо давления гидравлического разрыва.
При превышении давления поглощения – нарушается равновесие в системе «скважина-пласт» и при наличии определенной проницаемости у естественно-образованных каналов в горной порода начинается уход флюида по ним.
При превышении давления гидравлического разрыва – в первую очередь происходит разрыв сплошности горной породы (при превышении ее прочностных характеристик) и инициируется уход флюида в оклоствольное пространство. Проницаемость новообразованной трещины в данном случае играет не самую значительную роль, поскольку создаваемое давление значительно превышает возможные гидравлические потери движению жидкости.
Общая классификация способов разрушения горной породы
Как известно для того, чтобы создать скважину необходимо разрушать горную породу. При строительстве нефтяных и газовых скважин преимущественно используется механический вращательный способ разрушения горной породы, который, однако нельзя назвать единственным. Важно понимать, что при этом имеют место гидравлическое и химическое воздействие, а также термические процессы в точке контакта породоразрушающего инструмента и горной породы.
Если же рассматривать в общем разрушение горных пород, то существует множество классификаций, которые стараются дать общее представление о разнообразии существующих способов и механизмов.
Попытаемся их категорировать по виду физического воздействия:
- Механическое – это способ разрушения, когда создается определённое статодинамическое воздействие (вдавливание, удар, вращение, вибрация, комбинация) породоразрушающего инструмента на горную породу.
- Гидравлическое – это способ разрушения породы струей жидкости методом размыва.
- Химическое – это способ разрушения, при котором происходит растворение горной породы от воздействия потока жидкости (в исключительном случае – газа).
- Термическое – это способ разрушения горной породы, при котором происходит ее сжигание или растрескивание под действием высокой температуры. По сути вариациями термического способа разрушения являются способы основанные на применении плазмы, термоядерной реакции или лазера.
- Электроимпульсное – это способ разрушения породы посредством энергии пробоя, проходящей через горную породу электрической дуги.
- Взрывное – это способ разрушения горной породы, который обеспечивает разрушение массива за счет энергии, возникшей при детонации взрывчатого вещества.
- Имплозивное – это способ разрушения, основанный на явлении кавитации (создании импульсов давления при схлопывании пузырьков газа или специальных капсул).
- Комбинированное (гидроабразивное, шароструйное, механо-гидравлическое, термодинамическое и т.п.).
Каждый из этих способов характеризуется технологией и комплексом оборудования, которое должно использоваться для их реализации. В данном разделе мы будем последовательно рассматривать эти способы разрушения горных пород и оценивать возможную широту его их применения.
Открыть тему
Процесс строительства скважины построен на контроле вполне определенного перечня давлений, которые определяют условия физического равновесия. Физическое равновесие необходимо, чтобы предотвратить возможные осложнения в процессе бурения скважины.
Все давления, которые создаются в скважине и околоствольном пространстве можно разделить на две группы:
- Естественные (геологические) – это группа давлений, которые определяются особенностями залегания и генезиса горных пород;
- Антропогенные – создаваемые человеком.
Антропогенная группа давлений определяется совокупностью естественных условий, с которыми человек сталкивается при строительстве скважин.
Группу естественных (геологических) давлений составляют – горное давление, пластовое (поровое) давление, давление поглощения (гидравлического разрыва) пород.
Горное давление определяется массой вышележащих пород.
Пластовое (поровое) давление определяется давлением, которое создается жидкостью или газом, располагающимися в пустотном пространстве массива.
Давление поглощения коррелирует с пластовым давлением, поскольку с физической точки зрения оно является его антагонистом. Точно также, как и давление гидравлического разрыва коррелирует с горным давлением, которое в некоторой степени определяется прочностными характеристиками породы.
Антропогенная группа давлений в скважине представлена гидростатическим давлением и забойным давлением. Важно понимать, что гидростатическое давление определяется количеством и характеристиками (плотностью) жидкости в стволе скважины, а забойное давление включает в себя только гидростатическое давление, если циркуляция отсутствует, а также включает в себя и дополнительные гидравлические сопротивления, которые возникают при циркуляции жидкости.
Открыть тему
