Анализ применения технологии бурения с управляемым давлением на забое при проводке ствола скважины в карбонатных отложениях | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 3 августа, печатный экземпляр отправим 7 августа.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Рябчук В. А., Сердобинцев Ю. П., Шмелев В. А., Кривошеева Н. Н. Анализ применения технологии бурения с управляемым давлением на забое при проводке ствола скважины в карбонатных отложениях // Молодой ученый. — 2019. — №22. — С. 138-139. — URL https://moluch.ru/archive/260/59772/ (дата обращения: 20.07.2019).



В сложных горно-геологических условиях Нижне-Волжского региона была применена технология бурения с управляемым давлением на забое скважин для снижения рисков возникающих осложнений.

Ключевые слова: бурение с управляемым давлением, технология, бурение скважин, горно-геологические условия, риски осложнения.

Строительство нефтяных скважин в Нижневолжском регионе зачастую представляет собой проведение работ в очень сложных горно-геологических условиях с возможностью осложнений, связанных с зонами полного поглощения бурового раствора.

Вследствие длительной разработки и большого объема отбора нефти, эксплуатируемые горизонты представляют собой зону аномально низкого пластового давления (АНПД) с чрезвычайно сложными условиями для бурения. Бурение этих зон традиционными методами представляет существенные риски, применение «технологии с управляемым давлением» позволяет их минимизировать.

Целью данной работы является проведение анализа применения на практике технологии проводки ствола скважины «на равновесии» в условиях несовместимых зон бурения, связанных с зоной полного поглощения бурового раствора.

Для выполнения поставленной цели были определены и решены следующие задачи:

− подбор комплекса технологического оборудования;

− разработка технологических режимов бурения с учетом использования технологии MPD;

− адаптация применяемой технологии к существующей скважине;

− разработка строительного генерального плана размещения оборудования, с учетом соблюдения требований нормативных документов, регламентирующих безопасность производства буровых работ;

− анализ опыта применения технологии, рассмотрение возможности дальнейшего применения для бурения скважин в сложных горно-геологических условиях Нижневолжского региона.

Технология бурения с контролем давления (Managed Pressure Drilling — MPD) является перспективной технологией, позволяющей осуществлять точный контроль давления в затрубном пространстве по всей длине скважины и возможности регулировки эквивалентной циркуляционной плотности.

Циркуляционная система при бурении с контролем давления представляет собой закрытую систему, с возможностью повышать давление в затрубье за счет дросселирования потока промывочной жидкости на выходе из скважины или понижать давление за счет аэрации промывочной жидкости. При этом система позволяет оперативно реагировать на изменение скважинных условий (поглощение, проявление) и изменять давление в затрубном пространстве.

При разработке схемы расположения оборудования была поставлена задача — расположить оборудование для бурения с управляемым давлением без дополнительного земельного отвода. В результате детальной проработки схемы и оптимизации расположения технологического оборудования буровой установки LEWCO 1000 Kips AC, было разработано техническое обоснование расположения специального оборудования в пределах буровой площадки.

Поисково-оценочная скважина № 1 Ардатовская расположена в Жирновском районе Волгоградской области. Вследствие длительной разработки и большого объема отбора нефти, горизонт на данный момент представляет собой зону АНПД с чрезвычайно сложными условиями для бурения. Осложнения характеризуются зоной полного поглощения бурового раствора.

Такой интервал представляет серьезную проблему с точки зрения бурения, даже с условием разобщения евлано-ливенских и семилукско-саргаевских отложений обсадной колонной.

Бурение под третью промежуточную колонну диаметром 244,5 мм вертикальной скважины № 1 Ардатовской площади в интервале 2680–3486 м предполагало вскрытие отложений евлано-ливенского, семилукского и саргаевского горизонта, характеризующихся высокой проницаемостью, трещиновато-кавернозным типом коллектора, а также аномально низкими пластовыми давлениями, вызванными естественными и техногенными причинами.

При бурении на репрессии эти осложнения минимизируются за счет регулирования параметров бурового раствора и режимов промывки с учетом значений эквивалентной циркуляционной плотности (ЭЦП). [1]

Технология обеспечивает создание равновесия, как в статике, так и в динамике, при дополнительной динамической составляющей. Суммарное воздействие на забой оценивается расчетным путем через параметр ЭЦП. Дросселирование потока затрубной циркуляции регулирует в динамике текущее давление на забое с задачей обеспечить дальнейшую проводку ствола «на равновесии». «Равновесие» позволит уменьшить интенсивность поглощения, позволит бурить на балансе приток/поглощение, суммарный объем поглощений уменьшится. [2]

На стадии проектирования строительства поисково-оценочной скважины № 1 Ардатовской площади, предложено проводить бурение зон с АНПД с использованием в качестве промывочной жидкости — товарную азотированную нефть с применением технологии MPD.

Бурение скважины № 1 Ардатовской площади производилось согласно проектной документации, разработанной Филиалом ООО «ЛУКОИЛ-Инжиниринг» «ВолгоградНИПИморнефть» в г. Волгограде.

До глубины 3023 м углубление ствола скважины производилось при циркуляции азотированной товарной нефти. Зафиксировано увеличение плотности промывочной жидкости с 0,84 до 0,95 г/см3, рост давления в манифольде, потеря циркуляции. Интенсивность поглощений бурового раствора составила 20–43 м3/час.

В результате полученных осложнений скважина находилась в состоянии нефтепоглощения и водопроявления, несовместимости бурения.

Дальнейшее углубление осуществлялось на азотированной технической воде. Бурение интервала сопровождалось отсутствием циркуляции промывочной жидкости, поглощениями интенсивностью от 61 до 93,6 м3/час, посадками бурильного инструмента величиной от 3 до 10 т, затяжками бурильного инструмента величиной от 7 до 10 т. В интервалах 3070–3089 м и 3143–3255 м зафиксировано полное поглощение промывочной жидкости.

При бурении скважины № 1 Ардатовской площади, с применением технологии «на равновесии» (MPD), минимизировать объем и интенсивность поглощений промывочной жидкости не удалось. Это объясняется сложным характером гидродинамических процессов в стволе скважины, при переходах в бурении от циркуляции к проявлению при частичном и полном поглощении. [1]

При этом зоны поглощения, которые в традиционной технологии бурения последовательно кольматировались в призабойную зону пласта, в скважине № 1, благодаря применению MPD, сохранены и суммарно обеспечили рост интенсивности поглощения при углублении ствола. [1]

Выводы. С учетом соблюдения требований нормативных документов, регламентирующих безопасность производства буровых работ разработан строительный генеральный план размещения бурового и специального оборудования для реализации технологии бурения с управляемым давлением. При проводке ствола скважины № 1 Ардатовской площади технология бурения «с управляемым давлением» обеспечила возможность «тонкого» контроля за максимально допустимым снижением удельного веса промывочной жидкости, но, в части сокращения объемов поглощения бурового раствора и сроков строительства, продемонстрировала свою неэффективность. Это объясняется сложным характером гидродинамических процессов в стволе скважины, при переходах в бурении от циркуляции к проявлению при частичном и полном поглощении, что требует дальнейшего, более глубокого изучения и реализации в ОПР в осложненных горно-геологических условиях Нижневолжского региона. Накопленный опыт позволяет расширить возможности применения технологии для других скважин с аналогичными горно-геологическими условиями.

Литература:

  1. Вахромеев А. Г., Иванишин В. М., Сираев Р. У. Разяпов Р. К., Данилова Е. М., Сверкунов С. А. Геологические аспекты применения технологии первичного вскрытия сложных карбонатных коллекторов рифея на «управляемом давлении»./А. Г. Вахромеев и др.//Бурение и нефть, 2013.- № 11. — С. 30–34.
  2. Бакиров Д. Л. и др. Депрессионная технология: проблемы, решения, эффективность// Инновационные решения в строительстве скважин. Тезисы Всероссийской научно-технической конференции. Уфа: Изд-во УГНТУ,2011.С. 46–50.


Задать вопрос