ЛИКВИДАЦИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ
Одним из наиболее распространенных осложнений является потеря устойчивости ствола скважины, которая может вызвать осыпи и обвалы стенок скважин.
Основные факторы обнаружения этих осложнений следующие: 1) повышение давления на насосе, 2) увеличение тяговых усилий на лебедке при подъеме бурового снаряда из скважины, 3) загрязнение бурового раствора шламом, 4) возможность свободного дохождения бурового снаряда до забоя.
Своевременное установление причин и характера обвало- образования в конкретных геологических условиях позволяет правильно подходить к способу ликвидации данных осложнений. Дифференцировать эти осложнения можно по коэффициенту обвалообразования К, представляющему собой отношение объема ствола скважины с учетом каверн (по каверно — грамме) Ук к его теоретическому объему (по диаметру породоразрушающего инструмента) Ут, т. е.
|
|
Породы устойчивы, если К = 1; породы могут сохранять временную устойчивость при 1<К<3 и породы неустойчивы, если К>3. Кроме того, выделяют осыпи при К = 1-ь5, обвалы при К>5.
Временную устойчивость ствола скважины можно сохранить, применяя соответствующие технологические мероприятия и хорошую организацию бурового процесса.
Основные технологические мероприятия по сохранению устойчивости стенок скважин следующие:
регулирование свойств промывочных жидкостей и поддержание их параметров в процессе бурения в соответствии с требованиями конкретных геологических условий;
закрепление неустойчивых пород тампонажными смесями и обсадными трубами.
В зависимости от состава пород и их кристаллического строения могут применяться разнообразные по составу промывочные жидкости. В малосвязанных породах применяют глинистые растворы с низкой водоотдачей и повышенными значениями плотности, вязкости и статического напряжения сдвига.
В породах глинистого комплекса большое внимание уделяется составу промывочной жидкости. В данном случае можно достичь положительных результатов, используя ингибированные растворы, содержащие повышенное количество ионов кальция, или силикатные растворы, обладающие крепящим действием.
В кристаллических трещиноватых породах можно избежать осложнений при использовании полимерных жидкостей с низкими фильтрационными свойствами или малоглинистых растворов из высококачественной глины.
Для закрепления кристаллических сильнотрещиноватых пород применяют смолизацию стенок скважины путем закачки в данные интервалы синтетических смол или используя метод сухого тампонажа.
Ликвидация поглощений промывочных жидкостей осуществляется разными методами. Выбор способа ликвидации поглощения зависит от размеров каналов ухода промывочной жидкости и интенсивности поглощения (см. табл. 23.1).
Данные о характеристиках поглощающего горизонта (глубине его залегания, мощности, интенсивности поглощения) можно получить на основании гидродинамических исследований методом налива воды или с помощью расходометрии.
В зависимости от интенсивности поглощения подразделяются на слабые (до 0,3 м3/ч), средние (0,3-0,9 м3/ч), полные (0,9-0,3 м3/ч) и катастрофические (> 3 м /ч).
В пористых и слаботрещиноватых породах при небольшой интенсивности поглощения (до 0,3 м3/ч) для ликвидации поглощения достаточно повысить реологические свойства раствора: вязкость, статическое напряжение сдвига.
При поглощении средней интенсивности в промывочную жидкость добавляют наполнители в виде асбеста, опилок, ко — жи-гороха, резиновой крошки с целью закупорки трещин.
Причиной потери промывочной жидкости является превышение давления жидкости в стволе скважины над пластовым. Сбалансированности давления в скважине можно достичь за счет уменьшения плотности промывочной жидкости путем ее аэрации или применения аэрированных растворов. Использование пен, сжатого воздуха также способствует ликвидации поглощений.
Для ликвидации поглощений широко используются тампо — нажные смеси на основе цемента, глиноцементные нетвердеющие смеси, быстросхватывающиеся смеси (БСС) с добавками ускорителей схватывания, битумы, синтетические смолы. Все эти смеси в зависимости от их состава обладают различными сроками схватывания и используются для ликвидации поглощений различной интенсивности.
Технология ликвидации поглощений тоже весьма разнообразна. Тампонажные смеси с продолжительными сроками схватывания закачиваются в зону поглощения с помощью насоса свободно через колонну бурильных труб или под давлением с установкой пакера над поглощающим горизонтом.
Быстросхватывающиеся смеси обычно доставляются в зону поглощения с помощью специальных тампонажных снарядов с раздельным размещением ускорителя схватывания и вяжущего материала.
За последние годы ВИТР, Санкт-Петербурский горный институт, ПГО "Севзапгеология" разработали метод сухого тампонирования, который включает технологический комплекс: технические средства, сухие быстросхватывающиеся смеси
|
А-А |
Рис. 23.10. Снаряд для переработки сухих быст- росхватывающихся смесей
(СБСС), способ доставки и переработки их в тампонажный раствор в скважине. Разработаны разнообразные составы СБСС. Эти составы с помощью специального вибрирующего устройства упаковываются в полиэтиленовые цилиндрические пакеты, которые свободно помещаются в колонковую трубу для их доставки в скважину.
В состав СБСС входят следующие компоненты: глиноземистый цемент, гипс, активные добавки в виде трепела, диатомита или синтетического кремнегеля. Разработана полимерная тампонажная смесь ТСП-1.
ВИТР совместно с институтами ‘Типроцемент" и “Южги — процемент" создали тампонажные смеси талцем и таюгцем.
Первая смесь предназначена для изоляции поглощающих пластов и закрепления отдельных интервалов разрушенных пород. В ее состав входят портландцемент, глиноземистый шлак и неочищенный коагулянт.
Вторая смесь служит для крепления сильнотрещиноватых пород и ликвидации поглощений и имеет следующий состав: портландцементный клинкер, гипсовый камень и полимерная добавка. Начало схватывания у всех СБСС — не более 10 мин. Время начала бурения от момента переработки СБСС в скважине 1,5-4 ч. Прочность на одноосное сжатие через 1 ч составляет 2 МПа.
Доставка и переработка сухих БСС в скважине осуществляется следующим методом. Пакетированные СБСС доставляются к месту твердения в колонковых трубах или специальных контейнерах, из которых пакеты с СБСС выдавливаются промывочной жидкостью. Буровой инструмент извлекается, и в скважину опускается специальное устройство (рис. 23.10). Снаряд для переработки СБСС состоит из шарошечного долота 1, обратного клапана 2, отражателя 3 в виде левого шнека и затирочного элемента 4, выполненного в виде переходника с эластичными лопастями.
При разбуривании сухая БСС в скважине смешивается с водой до образования водного раствора или пасты. Наличие в устройстве левого шнека обеспечивает нагнетание тампонаж — ного раствора в стенки скважины. Затирочный элемент "загоняет" тампонажный раствор в трещины и калибрует ствол скважины. Интервал одноразового крепления не превышает 3-5 м. Затраты времени на одно крепление составляют 1,5— 2 ст-ч.
Порционный метод сухого тампонирования наиболее эффективен в скважинах глубиной до 300-500 м и для изоляции зон поглощений промывочной жидкости незначительной мощ-
|
Рис. 23.11. Схема тампонирования скважин: а — доставка СБСС в скважину; б — процесс тампонирования, в — затампони — рованный участок; 1 — контейнер доставки СБСС; 2 — пакеты с СБСС; 3 — поглощающие участки скважин; 4 — снаряд для переработки СБСС |
ности. Для изоляции более мощных зон требуется многоразовая доставка СБСС в скважину (при зоне более 15 м — до
2- 3 раз), что снижает надежность тампонирования и его производительность. Схема тампонирования скважин с использованием снаряда для сухого тампонирования приведена на рис. 23.11.