Поглощения технологических жидкостей

[EpikhinAV]

Часть 11

 

Типы поглощений

 

Дыхание – до 1,5 м3/ч: Это даже нельзя в полной мере назвать поглощением. По факту – это потери технологической жидкости, которые являются стандартными для данных условий ведения работ. Оно зависит от геологических характеристик пласта (наличие трещин, упругих сил и степени раскрытия от прилагаемого усилия (давления)) и создаваемого забойного давления. По большей части при «дыхании» - заполнившая трещины технологическая жидкость после снятия давления (обычно после выключения циркуляции) возвращается обратно в скважину, но часть ее все равно остается запертой в пласте (безвозвратно). В процессе бурения это выражается снижением уровня в емкости при циркуляции и восстановлением уровня (возвратом, переливом) после ее отключения. Основной мерой ограничения этого эффекта является направленная кольматация трещин.

 

Малой интенсивности – 1,5 - 15 м3/ч: Умеренное поглощение характеризуется небольшим показателем потери от подаваемого насосом объема (менее 5%). Для борьбы с таким видом поглощения обычно производится замена раствора на раствор с кольматантами, а также закачиванием жидкости в скважину до восстановления нормальной циркуляции (по факту мы обеспечиваем формирование непроницаемой фильтрационной корки на стенках скважины).

 

Средней интенсивности – 15 - 60 м3/ч: Частичное поглощение характеризуется более внушительными объемами потерь (от 5 до 30%) и устраняется путем воздействия на свойства бурового раствора (снижение плотности, регулирование реологии), уменьшение скорости спуска инструмента в скважину, а также применением пен, аэрированных или отверждаемых растворов и другие.

 

Высокоинтенсивный – более 60 м3/ч: Среднее поглощение бурового раствора (от 30 до 60%) связано с необходимостью использования специализированных растворов с повышенными структурными свойствами, а также применением сжатого воздуха, пен или применение эжекторных или эрлифтерных снарядов.

 

Катастрофические – нет выхода раствора на поверхность: Полное поглощение бурового раствора (от 60 до 100%) можно остановить путем использования растворов с наполнителями, а также паст и быстросхватывающихся смесей. Могут применяться также радикальные меры – например, установка цементных мостов и профильных перекрывателей.

 

В целом, приведенные выше значения интенсивности поглощений не обязательно должны быть выражены указанными цифрами. Правильнее ориентироваться на процентное содержание потерь от суммарной подачи бурового раствора. Кроме того, эти значения могут зависеть от региональных и горно-геологических условий. 

 

Стоит также отметить, что во всех вышеуказанных случаях закономерно использовать на первом этапе наполнители разной фракции. В целом, использование наполнителей в буровых растворах является стандартной и общепризнанной мерой профилактики поглощений.

[EpikhinAV]

Часть 12

Характеризующие показатели поглощения

Среди показателей, которые характеризуют поглощение технологической жидкости можно выделить нижеследующие:

 

Интенсивность поглощения – это количество потерянной жидкости в единицу времени (скорость поглощения жидкости пластов), измеряется в [м3/час].

 

Статический уровень – это расстояние от устья до уровня жидкости в скважине при отсутствии циркуляции. Зная его, можно определить величину гидростатического давления практически равного давлению поглощения пласта. Измеряется эта величина в [м].

 

Динамический уровень – это расстояние от устья до уровня жидкости в скважине при наличии циркуляции. Его логично определять, когда ведется бурение без выхода раствора на поверхность.  Зная его, можно определить примерно величину забойного давления практически равного давлению поглощения пласта. Но точность расчета будет ниже, чем для случая статического уровня, поскольку точно определить фактически гидравлические сопротивления в кольцевом пространстве – практически невозможно. Измеряется эта величина в [м]. Для этого показателя важно указывать значение расхода, при котором было получено данное значение уровня.

 

Степень раскрытия – это параметр поглощающего горизонта, который определяется величиной раскрытия трещин, либо диаметров пор (каверн). Зная эту величину, можно подобрать оптимальный фракционный состав кольматанта. Измеряется эта величина в [мм].

 

Коэффициент удельной приемистости – это количество технологической жидкости, потерянное в единицу времени на единицу контактной площади поглощающего горизонта. Другими словами, это отношение интенсивности поглощения к площади контакта с поглощающим пластом (площадь боковой поверхности цилиндра с высотой в виде мощности пласта и диаметром равным диаметру скважины с учетом коэффициента кавернозности). Измеряется эта величина в [м/час].

 

Количество закачек тампонажного раствора или количество часов, затраченных на ликвидацию поглощения – это дополнительный критерий, по которому оценивается сложность ликвидации поглощения.

 

Также критериями оценки поглощающего горизонта и поглощения в целом могут выступать:

- Величина прироста механической скорости при входе в зону поглощения;

- Наличие или отсутствие циркуляции (при наличии циркуляции можно оценить относительное снижение расхода на выходе по сравнению с расходом на входе).

[EpikhinAV]

Часть 13

Способы изучения поглощающих горизонтов

В зависимости от степени изученности площади, на которой ведется бурение поглощающие горизонты могут изучаться одним из двух способов.
 

Оперативный способ изучения – заключается в определении границ поглощающих пластов, их относительной приемистости, а также наличия перетоков жидкости по стволу скважины из одного пласта в другой. К этой категории исследований относится определение фактического диаметра скважины в интервале поглощающего пласта с помощью каверномера и замеры пластового давления глубинным манометром. Оперативный способ изучения подразумевает проведение специальных мероприятий, связанных с измерениями в скважине, для изучения поглощающего горизонта, но он нацелен на минимизацию затрат времени и максимально быстрое получение информации.

 

Детальный способ изучения строится на промыслово-геофизических методах (гамма-каротаж, нейтронный гамма-каротаж и акустический каротаж), а также фото- и видеосъемке в скважине. Он более длительный и нацелен на получение наиболее полной характеристики поглощающего горизонта.

 

Также способы изучения поглощающих горизонтов можно классифицировать:

- Гидродинамические методы;

- Геофизические методы;

-  Отбор керна и шлама.

 

Гидродинамические методы

Метод установившихся закачек

В скважину спущен инструмент на глубине поглощающего горизонта. Жидкость с заданным минимальным расходом закачивается в скважину до установления определенного динамического уровня относительно устья. На этом этапе фиксируются значение расхода и положение уровня. Затем меняется расход и жидкость закачивается до установления нового положения уровня, который также фиксируется. Таким образом, меняя режимы закачки жидкости, получают соответствующие им значения уровней (перепадов давления) и на основе данной информации строится индикаторная линия.

 

Метод установившихся нагнетаний 

В скважину спущен инструмент до глубины поглощающего горизонта. Устье скважины герметизируется и в нее закачивается жидкость с постоянным расходом до установления определенного давления на устье. Режим считается установившимся, если давление и расход остаются постоянными в течение 10– 15 мин. Затем изменяют расход и добиваются постоянства нового значения давления. На основе полученных данных строится индикаторная линия.

 Если имеет место положение статического уровня на глубине 20–30 м от устья скважины, то  первые точки индикаторной линии получают путем регистрации установившихся уровней при герметизированном устье с помощью глубинного манометра или путем экстраполяции индикаторной линии до начала координат.