|
Бурение скважин от устья до кровли продуктивной толщи (первый этап строительства), как правило, связано с природной аномальностью геологофизических условий, характерным для которых являются: физические свойства горных пород, слагающих разбуриваемый интервал, упругие, деформационные и прочностные, зависящие от условий их залегания в массиве, степени неоднородности и анизотропии [5-7]. Вследствие отмеченного, физические свойства горных пород изменяются в широких и непрогнозируемых пределах и при бурении скважин, взаимодействуя с технологическими „жидкостями, снижаются их прочность и сопротивления гидромеханическим нагрузкам. В результате этих неконтролируемых ----изменений происходят обрушения-и обвалы стенокскважины, сужение ствола и гидроразрыв горных пород с поглощением жидкости, которые нарушают технологию буровых работ; пластовое давление и фильтрационные свойства проницаемых пластов природных гидродинамических систем, первое из которых определяется давлением краевых или контурных вод, а также геостатическим и геотехническим давлениями [8,9]. Наличие в разрезе скважин пластов с АНПД и АВПД один из основных показателей несовместимости условий бурения смежных интервалов горных пород, который препятствует бурению скважин одноразмерным диаметром. Однако, в отличие от интервала продуктивных отложений, градиенты давления между разнонапорными пластами из-за расположения их на значительном расстоянии друг от друга (30 м и более), как правило, не превышают 0,01-0,03 МПа/м. Тем не менее разделение таких объектов обсадными колоннами, без достаточных на то обоснований, усложняет конструкцию скважин, гидродинамические условия бурения и затраты на ее сооружение. Фильтрационные свойства пород-коллекторов, принадлежащих как к единой, так и к различным гидродинамическим системам, существенно неупорядочены и изменяются в широких пределах [8,10,11]. Их количество во вскрываемом бурением интервале, гидродинамическое взаимодействие со стволом и между собой является одним из главных факторов, осложняющих технологию бурения. Характер и интенсивность гидродинамического взаимодействия пластовых систем и скважины, в свою очередь, зависят от типа коллекторов (терригенный, карбонатный, смешанный), насыщенности (газ, нефть, вода, газоконденсат), толщины, размера каналов фильтрации, пластового давления и температуры, гидромеханической прочности скелета пород, количества одновременно вскрываемых в интервале проницаемых зон. Дестабилизируя технологические процессы, эти факторы существенно осложняют условия по борьбе с поглощениями, газонефтеводопроявлениями, снижая качество и показатели применяемых методов. Характерным для первого этапа строительства скважин в аномальных геолого-промысловых условиях являются значительные по протяженности интервалы горных пород, разделяющие пласты с А11ПД и АВПД, а также породы неустойчивые и с низким градиентом давления гидроразрыва. 10 |
7 Все отмеченное свидетельствует о том, что широко применяемая репрессионная технология бурения скважин, основанная на принципе поддерживания в стволе различных видов равновесия (гидравлического, механического и др.), не обеспечивает ему технологически требуемой технической надежности и гидроизоляции от вскрытых бурением флюидонасыщенных пластов, а также неустойчивых и с низкой механической прочностью горных пород. Не достигается долговременное разобщение пластов (в том числе и продуктивных) при креплении скважин из-за неконтролируемой высокой водоотдачи тампонажных растворов и проявлений в период ОЗЦ седиментационных и контракционных эффектов в цементном растворе-камне. Из-за многообразия горно-геологических условий, применяемых технологий и технических средств, каждый этап строительства скважин бурение ствола до кровли продуктивных отложений и заканчивание (первичное вскрытие нефтегазонасыщенных пластов, цементирование эксплуатационной колонны, вторичное вскрытие перфорацией, освоение) существенно отличают геолого-промысловые и гидродинамические условия [1-4]. Бурение скважин от устья до кровли продуктивной толщи (первый этап строительства), как правило, связано с природной аномальностью геолого-физических условий, характерным для которых являются: • физические свойства горных пород, слагающих разбуриваемый интервал, упругие, деформационные и прочностные, зависящие от условий их залегания в массиве, степени неоднородности и анизотропии [5-7]. Вследствие отмеченного, физические свойства горных пород изменяются в широких и непрогнозируемых пределах и при бурении скважин, взаимодействуя с технологическими жидкостями, снижаются их прочность и сопротивления гидромеханическим нагрузкам. В результате этих неконтролируемых изменений происходят обрушения и обвалы стенок скважины, сужение ствола и гидроразрыв горных пород с поглощением жидкости, которые нарушают технологию буровых работ; • пластовое давление и фильтрационные свойства проницаемых пластов природных гидродинамических систем, первое из которых определяется давлением краевых или контурных вод, а также геостатическим и геотехническим давлениями [8,9]. Наличие в разрезе скважин пластов с АНПД и АВПД один из основных показателей, несовместимости условий бурения смежных интервалов горных пород, который препятствует бурению скважин одноразмерным диаметром. Однако, в отличие от интервала продуктивных отложений, градиента давления между разнонапорными пластами из-за расположения их на значительном расстоянии друг от друга (30 м и более), как правило, не превышают 0,01-0,03 МПа/м. Тем не менее разделение таких объектов обсадными колоннами, без достаточных на то обоснований, усложняет конструкцию скважин, гидродинамические условия бурения и затраты на ее сооружение. Фильтрационные свойства пород-коллекторов, принадлежащих как к единой, так к различным гидродинамическим системам, существенно неупорядочены и изменяются в широких пределах [8,10,11]. Их количество во вскрываемом бурением интервале, гидродинамическое взаимодействие со стволом и между собой является одним из главных факторов, осложняющих технологию бурения. Характер и интенсивность гидродинамического взаимодействия пластовых систем и скважины, в свою очередь, зависят от типа коллекторов (терригенный, карбонатный, смешанный), насыщенности 8 (газ, нефть, вода, газоконденсат), толщины, размера каналов фильтрации, пластового давления и температуры, гидромеханической прочности скелета пород, количества одновременно вскрываемых в интервале проницаемых зон. Дестабилизируя технологические процессы, эти факторы существенно осложняют условия по борьбе с поглощениями, газонефтеводопроявлениями, снижая качество и показатели применяемых методов. Характерным для первого этапа строительства скважин в аномальных геолого-промысловых условиях являются значительные по протяженности интервалы горных пород, разделяющие пласты с АНПД и АВПД, а также породы неустойчивые и с низким градиентом давления гидроразрыва. Несмотря на это, вместо совершенствования методов гидроизоляции флюидонасыщенных пластов и укрепления неустойчивых стенок скважины, такие интервалы относят к несовместимым по условиям бурения и для их разделения ствол скважины крепят промежуточными обсадными колоннами [12-14]. Хотя такой подход относится к общепринятым в промысловой практике, во многих случаях слепое копирование его для различных геологотехнических условий строительства скважин навряд ли можно считать оправданным, поскольку при этом усложняется конструкция скважин, сужаются границы оптимизации гидравлических программ бурения и крепления, ухудшаются гидродинамические условия производства буровых операций, негативные последствия которых затем отражаются на качестве и технико-экономических показателях работ при заканчивании и эксплуатации скважин. Заканчивание скважин, включающее операции первичного вскрытия продуктивной толщи, крепление ствола и разобщение комплекса флюидонасыщенных пластов, вторичное вскрытие продуктивных пластов, освоение и ввод скважин в эксплуатацию, по 9 |