Понятие поглощений БР. Признаки поглощений.

 

При бурении скважин довольно часто наблюдаются случаи по­тери циркуляции бурового раствора. При цементировании обсад­ных колонн также нередко приходится сталкиваться со случаями невыхода из затрубного пространства бурового раствора, вытес­няемого цементным раствором и продавочной жидкостью. Особен­но распространены поглощения бурового раствора в районах По­волжья и Приуралья.

Уход бурового или тампонажного растворов в пласты в объеме, превышающем естественную убыль раствора в процессе бурения скважины, называют поглощением бурового раствора.

Потери растворов при строительстве скважин — один из наи­более тяжелых и распространенных видов осложнений, требующий значительных затрат времени и средств на их ликвидацию.

Помимо потери раствора и сдерживания углубления скважины, поглощения способствуют возникновению таких осложнений, как водо-, нефте- и газопроявления, осыпания, обвалы пород, сужения стволов скважин, которые, в свою очередь, ведут к тяжелым ава­риям— открытым фонтанам, прихватам колонны труб, смятию об­садных колонн и т. д.

Поглощение может произойти только в том случае, если давле­ние столба раствора в скважине превысит предельное давление в пласте, и он начнет принимать раствор.

Признаки поглощения подразделяются на прямые и косвенные. Прямые признаки, как правило, видимые. Во время циркуляции бурового раствора в этом случае наблюдается уменьшение коли­чества выходящего из скважины раствора и уменьшение его в при­емных емкостях. Однако прямые признаки не всегда четко прояв­ляются. Их трудно заметить, если одновременно во вскрытой части разреза работают два пласта: один поглощает буровой раствор, а из второго с более высоким пластовым давлением выделяются вода, нефть или газ.

Косвенные признаки проявляются в виде: провалов бурильной колонны или увеличения механической скорости проходки; ухуд­шения выноса шлама; зависания и заклинивания бурильной ко­лонны в отдельных интервалах; изменения плотности бурового раствора, его свойств и состава ионов.

При частичном поглощении во время бурения буровой раствор перенасыщается твердой фазой: на забое образуются скопления шлама, что способствует сальникообразованию, затяжкам и при­хватам колонны труб. Помимо этого, при поглощении снижается давление на стенки скважины, нарушается связь между частица­ми пород, что ведет к развитию осыпей и обвалов пород со стенок скважины и возникновению водо-, нефте- и газопроявлений.

Признаками газо-, нефте-, водопроявлений являются:

увеличение объема бурового раствора в приемных емкостях при бурении и спуске труб;

повышение скорости выходящего из скважины бурового раст­вора при бурении;

наличие бурового раствора у устья при подъеме бурильной ко­лонны без долива скважины или при доливе объемом меньше объ­ема поднимаемых труб;

увеличение механической скорости проходки при бурении;

изменение (уменьшение) давления на буровых и.-юосах;

увеличение крутящего момента на роторе;

изменение показателей бурового раствора;

повышение содержания нефти или газа в растворе.

 

Причины поглощений.

Осложнения в скважинах вызываются нарушением целостности (устойчивости) их стенок и зависят от основных (неустранимых) и второстепенных (устранимых) факторов. К первым относятся гео­логические, гидро-инженерно-геологические и сейсмические факто­ры, ко вторым — технические, технологические и организационные факторы.

I. Геологические, гидро-инженерно-геологические и сейсмические факторы: напряженное состояние горных пород в массиве;,₍геолого-структурные свойства горных пород (трещиноватость, пористость, кавернозность, закарстованность, анизотропность и т.п.); физико-механические свойства горных пород (сыпучесть, устойчивость, пол­зучесть и др.); водно-коллоидные свойства (набухание, плывучесть, тиксотропность, растворимость и др.); условия залегания и питания подземных вод; гидродинамические параметры пласта (напор^ водр-отдача и др.); химический состав и агрессивность воды, ее способность воздействовать на материал породы, цемент, металл; проявление ди­намических сдвигов и статистических сил на месторождении, прояв­ление газа; характер и условия залегания горных пород (угол наплас­тования, степень неоднородности, перемятость и т.п.); наличие все­возможных геологических факторов, приводящих к ударам и выб­росам.

II.   Технические факторы, способ бурения, компоновка бурово­го снаряда, тип породоразрушающего инструмента, создающие эф­фект поршневания при спуско-подъемных операциях; вид промывоч­ной жидкости, используемый при бурении в различных геологичес­
ких средах.

III.  Технологические факторы, параметры промывочной жидкос­ти и ее физико-химическая активность по отношению к горным породам (в том числе плотность, от которой зависит противодавление на стенки скважины; вязкость и водоотдача, от которых зависят гид­
роразрыв и удерживающее усилие, фильтрация, коркообразование, набухание и размокание горных пород); темп и качество регулиро­вания свойств промывочной жидкости в различных средах; скорость проведения спуско-подъемных операций; длина открытого ствола,
режим его проработки; скорость циркуляции промывочного агента и число интенсивных длительных промывок, ускоряющих эрозион­ный процесс разрушения горных пород, слагающих стенки незакреп­ленной скважины; гидродинамический и температурный режимы (в
частности амплитуда И' частота колебаний гидродинамического дав­ления и изменения температуры на стенках скважины); продолжи­тельность бурения (время воздействия бурового снаряда на стенки скважины, нахождения пород в незакрепленном состоянии, пребывания скважины в покое); кривизна скважины.

IV. Организационные факторы: техническая оснащенность; ква­лификация машиниста буровой установки и бурового мастера; пра­вильность выбора мер профилактики и способа ликвидации начавше­гося осложнения; взрывные работы (в шахтах, штольнях, карьерах); состояние технического контроля за технологическим процессом бу­рения скважины; организационные простои; непроизводительное вре­мя; состояние трудовой, технологической и производственной дис­циплины.

Причиной возникновения осложнений в процессе бурения сква­жин, кроме нарушения целостности {устойчивости} стенок скважи­ны, может быть коагуляция промывочной жидкости. Коагуляция про­исходит под воздействием высоких забойных температур и давлений, разбуренных пород, агрессивных вод, а также при неправильном вве­дении в раствор некоторых химических реагентов (известь, цемент и другие) и замерзании промывочной жидкости, В каждом конкретном случае для определения наиболее рациональных методов и способов борь­бы с осложнением в скважинах следует установить вид осложнения и первостепенность действия перечисленных факторов.