Предупреждение и ликвидация поглощений бурового раствора (технология)

Назначение

Технология предназначена для предупреждения и ликвидации поглощений бурового раствора в процессе бурения скважин и при капитальном или текущем их ремонте.

Область применения

Строительство и капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин на суше и в море.

Предупреждение поглощений бурового раствора в процессе бурения скважины

Известно, что наличие на стенках скважины прочной корки препятствует фильтрации бурового раствора в проницаемые интервалы скважины.
Для создания непроницаемого экрана в процессе бурения скважины нами рекомендуется в КНБК при проходке потенциально опасных, с точки зрения возможности возникновения поглощений, интервалов включать забойный сепаратор-кольмататор типа «ЗСК», устанавливая его непосредственно над долотом.
«ЗСК» может использоваться как при роторном, так и при турбинном способе бурения.Условия эксплуатации «ЗСК» не требуют специального изменения режимов бурения или типов и показателей свойств буровых растворов, дополнительного технического и технологического оборудования и обслуживающего персонала.
Следует подчеркнуть, что ни одна из возможных неполадок не может привести к аварийной ситуации в процессе бурения, поэтому в любом случае подъем инструмента необходимо производить после полной отработки долота, или в других запланированных случаях.
Результаты применения при бурении скважин в различных геолого-технических условиях подтверждают высокую технико-экономическую эффективность данного способа.

Ликвидация частичных поглощений бурового раствора

Одним из эффективных способов ликвидации поглощений бурового раствора является закачка в скважину аэрированной порции бурового раствора.
На практике для приготовления порции аэрированного бурового раствора достаточно в приемную емкость ввести пенообразователь «ГАЗБЛОК-М» в количестве 0,2—1,0 % от объема бурового раствора, в зависимости от его свойств, и прокачать раствор через напорный эжектор типа «ЭГГ», который стационарно монтируется в манифольдную линию буровых насосов, и ввести в него воздух от пневмосистемы буровой установки. Конструкция эжектора «ЭГГ» позволяет получить вакуум в рабочей камере при давлении на выходе до 6,0 МПа. Это дает возможность использовать для подачи воздуха в эжектор компрессор низкого давления или обеспечить аэрацию за счет подсоса воздуха из атмосферы.
Пенообразователь служит для образования на межфазной поверхности газообразного агента адсорбционного слоя, который обеспечивает устойчивость и стабильность пенной системы.
При проникновении пузырьков воздуха из области высокого давления (ствол скважины) в область меньшего давления (призабойная зона пласта) происходит одновременное прилипание пузырьков воздуха к твердой поверхности и увеличение их размеров. В дальнейшем увеличение размеров пузырьков будет наблюдаться также после прекращения нагнетания пены в пласт. Это способствует возникновению добавочного сопротивления при движении бурового раствора в пласт (эффект Жамена).
Для ликвидации частичного поглощения, как правило, достаточно прокачать через скважину одну порцию аэрированного бурового раствора, объемом не менее 3,0 м³.
Приготовление аэрированной порции бурового раствора и закачка ее в скважину для ликвидации частичного поглощения не требует специальных монтажно-демонтажных работ, дополнительных затрат времени.
После прокачки аэрированной порции бурового раствора необходимо провести контрольный замер интенсивности поглощения и принять решение о дальнейших работах (прокачка второй порции аэрированного бурового раствора или продолжение бурения).

Ликвидация полных и катастрофических поглощений бурового раствора

Для ликвидации катастрофического поглощения бурового раствора рекомендуется использовать технологию последовательной закачки в скважину следующих составов:
- аэрированного буфера;
- аэрированного изолирующего тампона;
- изолирующего тампона;
- продавочной жидкости.
Приготовление буферного раствора и изолирующего тампона осуществляется с использованием стандартного оборудования: цементировочных агрегатов (ЦА), осреднительной емкости типа «БПР-20М», цементно-смесительной машины («2СМН-20» или «СМН-20Э»), компрессора низкого давления, передвижной паровой установки типа «ППУ» или специальной установки «УППР-1».
Наличие воздуха в аэрированном буфере и тампоне повышает их изолирующую способность. Водорастворимый полимер типа «ПВС» способствует образованию устойчивой аэрированной системы, т. е. является эффективным пенообразователем, и при контакте с пластовой средой за короткое время превращается в резиноподобную массу, которая не проникает в пустоты и каверны пласта. Распределение цемента в резиноподобной массе предотвращает его разбавление пластовой водой и обеспечивает необходимые условия формирования прочного упругого цементного камня в период ОЗЦ.
Присутствие в буферной жидкости ингибитора-пластификатора «НТФ» (нитрилотриметилфосфоновая кислота) предупреждает коагуляцию и загустевание зоны смешения с буровым раствором и пластовым флюидом.
Принципиальное отличие предлагаемой технологии от ранее применяемых заключается в приготовлении и закачке аэрированных систем на равновесии. Закачка аэрированного буфера позволяет создать в поглощающем пласте первичный «барьер», который предотвращает глубокое проникновение тампона в призабойную зону.
Изолирующий тампон, за счет присутствия полимера «ПВС», образует в прискважинной зоне поглощающего пласта прочный непроницаемый экран.
Принятие решения о выборе того или иного мероприятия по ликвидации поглощения бурового раствора, должно основываться на анализе конкретной ситуации, но, несомненно, что все буровые установки должны быть оснащены современными средствами очистки буровых растворов, включая центрифугу, гидрогазовым эжектором типа «ЭГГ». Кроме того, Заказчик должен иметь в наличии минимальный объем материалов, химических реагентов и специальных технических средств для оперативного устранения возникшего в процессе строительства скважины осложнения.