В данной статье проводится анализ причин возникновения тех или иных осложнений при бурении наклонно направленных скважин (ННС) на месторождениях Западной Сибири, за исключением осложнений возникающих в вертикальном интервале скважины, перекрытом кондуктором.
Наиболее высокий процент осложнений, порядка тридцати процентов наблюдается при бурении скважин в субширотной системе планетарно трещиноватости, и порядка семи процентов при бурении скважин с азимутом вне данных систем.
Возникающие при производстве буровых работ ряд негативных явлений, как например, затяжки, поглощения БР, заклинка и т. д., обусловлены недостаточно эффективными операциями по очистке наклонно- направленных и горизонтальных скважинных интервалов, в результате чего создаются условия усиления депрессии при подъеме бурового оборудования, что приводит к возникновению осыпей, обвалов горной породы и притоку пластового флюида.
Анализ различных осложнений при бурении наклонно-направленных скважин показал, что основное количество проблем приходится на затяжки бурильного оборудования. Эффективность и безаварийность проведения буровых работ определяется правильностью решений по управлению балансом давлений в скважине.
В работах [1, 2, 3] по анализу присутствия закономерностей формирования и увеличения трещин на территории и на поверхности суши обнаружено, что имеется ограниченное количество закономерных структур, составляющих комплекс трещин земной коры. Авторами данных работ было сделано предположение, что круг азимута земной коры включает в себя восемь секторов, из которых четыре — ортогональные, остальные четыре сектора, соответственно, диагональные. В соответствии с данными предположениями А. И. Тимурзиевым была разработана таблица, в которой представлены данные по основным видам осложнений в соответствии с азимутами ННС разбитых на 16 азимутальных секторов (8 четных и 8 нечетных).
Таблица 1
Распределение осложнений по секторам системы глобальной трещиноватостии внесистемным секторам
|
Параметр |
Номер сектора (азимут) |
Итого |
||||||||||||||||
|
1(0°±15°) |
2(15°…30°) |
3(45°±15°) |
4(60°…75°) |
5(90°±15°) |
6(105°…120°) |
7(135°±15°) |
8(150°…165°) |
9(180°±15°) |
10(195°…210°) |
11(225°±15°) |
12(240°…255°) |
13(270°±15°) |
14 (285…300) |
15(315°±15°) |
16 (330°…345°) |
|||
|
Вид осложнения, случаев |
затяжка |
34 |
10 |
196 |
8 |
114 |
4 |
32 |
6 |
24 |
0 |
30 |
14 |
75 |
0 |
56 |
6 |
609 |
|
поглощение |
0 |
0 |
6 |
0 |
7 |
0 |
2 |
0 |
2 |
0 |
1 |
2 |
6 |
0 |
2 |
0 |
28 |
|
|
проявление |
0 |
0 |
5 |
0 |
0 |
0 |
5 |
1 |
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
17 |
|
|
обвал |
0 |
0 |
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
14 |
|
|
заклинка |
0 |
0 |
2 |
0 |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4 |
|
|
итого |
34 |
10 |
221 |
8 |
123 |
4 |
39 |
7 |
32 |
0 |
32 |
16 |
82 |
0 |
58 |
6 |
672 |
|
|
Доля в общем числе осложнений, % |
5,0 |
1,5 |
32,9 |
1,2 |
18,3 |
0,6 |
5,8 |
1,0 |
4,8 |
0 |
4,8 |
2,4 |
12,2 |
0 |
8,6 |
0,9 |
100 |
|
Согласно данной таблице на нечетные сектора приходится основная доля негативных явлений. Так, например 221 случай (32,9 %) проявления негативных явлений пришлось на азимутальный сектор № 3 (45° ± 15°) который, согласно интерпретации результатов геофизических исследований предприятия «Шлюмберже», соответствует направлению максимального горизонтального напряжения (30°…60°).
Кроме этого, указанный сектор имеет все особенности всех видов осложнений, которые присутствуют в ходе осуществления проводки ННС, в противовес остальным.
Очередным сектором по числу осложнений выступает субширотный сектор № 5 (90°±15°), в котором установлено сто двадцать три осложнения или около восемнадцати процентов, характеризующиеся главным образом наличием затяжек и установками инструмента бурения [3].
Принято считать, что данная проблематика опосредована слабой устойчивой способностью горных пород, находящихся на скважинном стволе.
Поиск путей решения данной проблемы заключается, главным образом, в качественном процессе проектирования методики бурения и регулирования мощности давлений и напряжений, которые оказываю воздействие на стены скважины, в том числе, работам по очищению ствола от удаленных пород.
Процесс аккумуляции шлама от бурения чреват уменьшением проходимости ствола скважины, особенно в самой низкой стенке, следствие чего повышается уровень давления на разбуриваемые пласты по причине появления свойства свабирования. Вместе с этим эффект релаксации давления может длиться до пяти часов [4].
В том числе по причине уменьшения проходимости ствола скважины, появления шлама внутри ствола и т. п. при осуществлении посадки инструмента бурения фиксируется тенденция увеличения давления, что также является следствием возникновения так называемого «поршевания» и в итоге происходит гидроразрыв пласта.
Кроме всего прочего, следует обратить внимание на это, что при осуществлении проектирования строительства ННС и ГС с увеличенными углами зенита не во всех случаях берутся в расчет геологические, статические и прочие виды и типы нагрузок, которые оказывают влияние на пласт, что приводит к развитию неблагоприятных последствий.
Дополнительным негативным фактором в процессе проектирования также можно выделить недостаточный контроль показателей процессов СПО, например, оптимизация давления, регуляция вязкоупругих характеристик БР при разработки их составов, которые существенно воздействуют на эффективность процесса очистки и уборку бурового шлама, который образуется в стволе скважины.
Увеличение качества бурения ННС и ГС, их оптимизация, структура и баланс функционирования в значительной мере опосредован техническими и технологическими показателями, внедренных в проект реализации работ с учетом действия обширного поля различных факторов.
Литература:
- Анохин В. М. Характеристики глобальной сети планетарной трещиноватости / В. М. Анохин,И. А. Одесский // Геотектоника. — 2001. — № 5. –С. 3–9.
- Тимурзиев А. И. Новейшая сдвиговая тектоника осадочных бассейнов: тектонофизический и флюидодинамический аспекты (в связи с нефтегазоносностью): автореф. дис. …д.г.-м.н. / А. И. Тимурзиев. — М.: МГУ им. В. М. Ломоносова, 2009.
- Потапов А. Г. К вопросу о геомеханическом моделировании при бурении скважин /А. Г. Потапов, Д. Г. Бельский, О. А. Потапов //Вести газовой науки: Проблемы разработки газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений. — М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2014. — № 4 (20) –С. 69–74.
- Потапов А. Г. Влияние релаксационных свойств буровых растворов на технологические процессы бурения скважин / А. Г. Потапов // Изв. вузов. Нефть и газ. — 1986. — № 4.
