CC BY
62УДК 622.243
БУРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН В АЧИМОВСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ
DRILLING OF HORIZONTAL WELLS IN ACHIMOV DEPOSITS
E. В. Паппкароискпй, В. В. Паппкароискпй, 3. A. Myptay.iyi oit
Е. V. Panikarovski. V. V. Panikarovski. Z. A. Mur/aiiliigov
ООО Тюмеп! Il II L'imposai», <>. Тюмень
Тюменский государственный нефтелпочый университет, л Тюмень
Ключевые слона: гео.юго-техпическое уаовие, оашжнение, ооиашобра иншпие,
поглощение бурового раствора, прихват бурового инструмента, буровой раствор Kev words: geological-andtechnical condition, aftereffect, heaving formation, dritting mnd loss, dn'll tool sticking, drilling mtid
Анализ гсолого-тсхничсских условий и осложнений проведен на основе опыта строительства скважин на Уренгойском месторождении при вскрытии ачимовских отложений. Согласно проектам на строительство скважин в них предусматривается спуск кондуктора диаметром 426 мм на глубину 450 м. промежуточной колонны диаметром 324 мм на глубину 1 350 м. эксплуатационной колонны диаметром 245 мм на глубину 3 600 м для вертикальных и 4 107 м для горизонтальных скважин. В конструкции скважин предусмотрен спуск хвостовика диаметром 178 мм на глубину от 3 100 до 3 750 м. цементируемый хвостовик-фильтр диаметром 178 мм устанавливается на глубину от 3 500 до 3 715 м для вертикальных скважин и на глубину от 4 007 до 4 470 м для горизонтальных скважин.
При вскрытии скважиной разреза до 450 м. в который входят четвертичные отложения. отложения чсганской. люлинворской и верхняя часть тибейсалинской свит, представленные главным образом неустойчивыми породами: супеси, псски. глины, возможны такие осложнения, как обвало-кавсрнообразованис. поглощение бурового раствора, прихваты бурильного инстр\ мента.
В нижней части тибейсалинской. ганькинской. бсрсзовской. кузнецовской свит до 1 200 м породы сложены глинами с прослоями опоковидных глин и плотными аргиллитоподобными глинами. В этом интервале возможны такие осложнения, как образование сальников, прихваты бурильного инструмента, обвалы стенок скважины. Сеноманский комплекс, расположенный до глубины 1 300 м. представлен переслаиванием мелко- и срсднсзсрнистых песков, песчаников и глин. При бурении этого интервала возможны такие осложнения, как газопроявления, поглощения бурового раствора, прихваты б\ рильного инстр> мента, кавсрнообразованис.
Интервалы покурской. тангаловской свит в верхней части и до глубины 3 600 м представлены переслаиванием песчаных пропластков. пластов и глинистых отложений. В интервале от 2 750 до 3 400 м расположены продуктивные пласты БУ толщиной от 20 до 70 м. В этом интервале отмечаются потери бурового раствора и его поглощение, прихваты инструмента, осыпи стенок скважин, дюнообразованис в местах набора зенитного угла. До глубины 3 600 м разрез скважин сложен переслаиванием песчаников, глин и аргиллитов. Б\рсиис осложнено высокими поро-выми давлениями в глинистых отложениях и пластовыми давлениями, близкими к гидростатическим. В данном интервале при бурении возможны следующие осложнения: обвалы пород, поглощения бурового раствора в песчаниках и прихваты бурильного инструмента.
Ачимовская толща находится в нижней части меловой системы до кровли ба-жсновской свиты. Толщина ачимовских отложений составляет 400 м. в которых выделены пять продуктивных пластов. Породы-коллекторы представлены трс-щинно-поровыми. порово-трещинны.ми коллекторами, при вскрытии которых бу-
№ 1, 2014
53
рением могут отмечаться газопроявления, поглощения бурового раствора, прихваты инструмента.
При строительстве горизонтальных скважин наблюдается большое количество аварий, и значительные затраты времени при бурении скважин составляют простои на ликвидацию аварий и вспомогательные работы.
Наиболее тяжелые осложнения произошли при бурении горизонтального ствола в скв. 2124. где при проработке ствола в интервале от 3 540 до 3 670 м произошло заклинивание инструмента, сопровождающееся обильным выносом шлама и ростом давления промывки до 18 МПа. После проработки ствола до глубины 3 829 м был проведен подъем инструмента, который происходил с затяжками до 25 т. При проработке ствола на глубине 3 574 м произошел слом переводника между утяжеленными бурильными трубами (УБТ) и ГУМ-195. После извлечения части оставшейся компоновки низа бурильной колонны (КНБК) и проработки ствола скважины в ней осталось долото НСМ 214.3. переводник МЗ-! 17хМЗ-122 и часть УБТ-158 длиной 9.5 м. Затраты времени на ликвидацию аварии — 53 сут.
При бурении горизонтального ствола скв. 2092. начиная с глубины 2 500 м и ниже, наблюдались частичные поглощения бурового раствора. Поглощения бурового раствора происходили как при бурении, так и при спускоподьсмных операциях и составили от 8 до 12 м\ Для ликвидации поглощений в буровой раствор вводился наполнитель микан-40. За время бурения в интервале от 2 500 до 3 924 м. проработки ствола и спускоподьсмных операций скважина поглотила 89.0 м' раствора. было затрачено 21.1 т наполнителя микан-40. При подъеме инструмента с глубины 3 924 м происходили затяжки инструмента до 23 т. а при подъеме свечи на глубине 3 838 м произошел скачок давления до 23 МПа. Бурильный инструмент потерял подвижность, и циркуляцию восстановить не удалось. После отстрела КНКБ в скважине был установлен цементный мост и забурен новый ствол. Общие потери времени на ликвидацию осложнения составили 31.3 сут.
При бурении горизонтального ствола в скв. 2131 при проработке интервала от 3 703 до 3 714 м произошла потеря давления и падение веса на 2.7 т. После подъема инструмента был обнаружен слом УБТ-203 по муфтовой части и соединения ГУМ и УБТ-203.
Оставшу юся часть КНБК извлечь из скважины не удалось, был установлен цементный мост и забурен второй ствол с глубины 3 665 м. Затраты времени на ликвидацию аварии составили 16.3 сут.
При бурении горизонтального ствола скв. 2094 в ачимовских отложениях (пласт Ачз_() в интервале от 3 979.4 до 4 056.3 м происходили поглощения промывочной жидкости при бурении и промывке скважины в объеме 80.7 м\ Для ликвидации поглощения в буровой раствор были введены наполнители 0.5 т микан-40 и 0.15 т целлотона.
При бурении скважины в интервале 4 120.7-4 339.1 м (пласт Ач.О наблюдалось поглощение бу рового раствора, составившее 9 м\ Поглощение ликвидировано закачкой 15 м' бурового раствора с наполнителями 0.5 т микан-40 и 0.15 т целлотона.
Промысловые исследования и данные геофизических исследований скважин (ГИС) показали, что обвалообразованис в интервале ачимовских отложений происходит из-за наличия аномально высоких поровых давлений и относительно низких пластовых давлений. По этим данным установлено, что коэффициент аномальности порового давления в глинистых породах превышает в 1.5 раза коэффициент аномальности пластового давления в ачимовских песчаных пластах. Для ликвидации обвалообразования использу ют ингибированные или минерализованные бу ровые растворы, составы которых приведены в таблице 1.
54
Нефть и газ
№ 1, 2014
Таблица I
Составы буровых растворов фирмы «Baroid» А ш бурения горизонтальных стволов
в ачимовских отложениях
1 кивание или тип раствора Сос тав раствора Содержание химических реагентов, % Минерализация бурового раствора, г/л
KCl 11.00
Barazan 1) 0 25
KCl / Polymer Dextrid ]■' РЛС1, BARO-TROL PLUS 1 лютаратьдегид 24 % 0,80 0,40 0,70 0,10 30-42
KCl 11.00
1 Sentonito 3.00
Barazan 1) 0.18
Dextrid В 0.40
KCl / Boremax PACI. BARO-TROL PLUS GLAYGRABBKR POLYAC PLUS 1 люгаратьдегид 0,20 0.20 0.12 0,50 0.10 30-48
Осложнения, связанные с поглощением бурового раствора, в ачимовских отложениях характерны для юн распространения трещинно-поровых коллекторов и происходят в процессе бурения горизонтальных скважин, промывки ствола и при спускоподъсмных работах. Объемы потерь бурового раствора могут изменяться в широких пределах от 600 до 1 100 м3 и зависят от продолжительности строительств;! скважин (рисунок).
- 40(1
с. МОП
2
700
с.
с. 60(1
-J
1 500
+ ÍJ 400
с 300
200
100
rr г
f
ff
-
О 10 20 30 40 11родо.1Жите;1ьность строительства, сут
с Kit .Si 1024 -о- скв Л» 1026 -*- скв№ 1026
0 5 100 150 Продолжительность строительства, сут
—•—скв № A 1S-1
Рисунок. Динамика изменения потерь бурового раствора при строительстве горичонта.1ьных скважин Уренгойского месторождения
Интенсивные поглощения бурового раствора трещинно-поровым коллектором в горизонтальном стволе скважины № 2094 в интервале от 3 479.3 до 4 055.3 м (пласт Ачз.,0 и интервале от 4 162.1 до 4 219.4 м (пласт Ач5) связаны с высокой
№ 1, 2014
Нефть и газ
55
трсщиноватостью коллектора, что обеспечивает их высокие фильтрационные характеристики (табл. 2).
Таблица 2
Результаты аналта бурения not) хвостовик скв. 2094 Уренгойского месторождении
я г 11арамегры работы насоса Я 'о
ж V £ 1 а V у i§ с. r* 0S р § If | 1 9. •S V у я с. S. у 3 о = £ - £ с с- 4 5 « 1 2 - _ tj Р S •А — — 3 1 1 & s <§ 2 С
3 979.34 3 991.60 Бурение 12 14 24 17.0 18.0 1 770 15,0
3 991.60 4 004.10 Бурение 12 15 24 17.0 18.0 1 770 10.0
4 004.10 Бурение 7 И 21 25 14.5 16.0 1 750 12.3
4 006.55 11ромывка Ю 15 7.0 10.0 1 750 1.4
4 040.70 4055.30 Ачаи Бурение Промынка Нромыкка Закачка кольматанта 8 21 24 23 17 23 15.0 16.0 5.0 14.5 6.0 14.5 1 760 1 760 1 760 20.0 14.0 8.0 5.0 1>.р. 0,5 т шкапа • 0.15 т кольматанта
4 055.3(1 4 099.4(1 Бурение 2 IS 24 14.0 16.0 1 770 поглощений нег
4 120.70 4 162.10 Бурение 2 5 23 24 15.0 17.0 1 750 1 770 поглощении нет
4 162.10 4 163.10 Бурение Закачка качьма гапта 24 14.5 15.0 1 770 2.0 5.0 Б.р о.5т мпкана 0.15 т
Промывка 9 13 5.0 7.0 1 770 1.0 кольматанта
4 163.1" Лч, Бурение Промывка Закачка кольматанта Нромыкка Закачка кольматанта 2 3 23 24 10 20 5.5 12.0 5.5 12.0 1 770 1 770 2.0 2.0 1>.р. 0.5 т микана
4 219.40 Ю 25 5.0 18.0 1 770 2.0 5.0 • 0.15 т кольматанта
4 219.4» 4 339.10 Бурение 2 3 21 23 14.0 16.0 1 770 поглощении пег
Закачка кольматирующего состав;), содержащею микан-40 и целлотон. в трс-щинно-поровый коллектор не обеспечивает сохранение его фильтрационных характеристик. так как микан-40 является продуктом дробления слюды мусковита, и после проникновения в трещины коллектора извлечь или растворить его при кислотной обработке не представляется возможным.
Для ликвидации поглощений при бурении скважин на Уренгойском. Песцовом месторождениях кроме кольматантов на базе карбоната кальция и микан-40 используют специальные наполнители для буровых растворов серии «К», представляющие порошкообразные смеси, которые являются природными полисахаридами и лигноцеллюлозными компонентами, по фракционному составу изменяющимися от 1 до 10 мм.
На Тальниковом месторождении для ликвидации поглощений в трещинных коллекторах юрских отложений и коре выветривания фундамента закачивают глинистый раствор и цементную массу на глинистой основе с добавлением кольматантов. что повышает прочность ствола и позволяет проводить цементирование без потери циркуляции.
Таким образом, при строительстве скважин, вскрывающих трещинно-поровые коллекторы, значительное количество осложнений связано с трсщиноватостью
56
Нефть и газ
№ 1, 2014
коллектора. Для снижения количества осложнений в процессе бурения скважин необходимо проводить комплексы геофизических, петрофизических исследований по выявлению зон трещиноватости в разрезах скважин, что повышает качество бурения, цементирования скважин и сокращает время на строительство скважин.
Сведения об авторах
Паникаровскии Валентин Васильевич, д. т. н„ профессор кафедры «Геология месторождений нефти и газа?, Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, тел. 83452390346 Паникаровскии Евгений Валентинович, к. т. «.. старший научный сотрудник лаборатории по эксплуатации и ремонту скважин. ООО « ТюменШШгипрогаз». г. Тюмень, тел. 83452286697, e-mail: Pankarovskiy(a> tngg. ru
Мурпаулугов Зохиджон Абдулазтович, аспирант кафедры «Геология месторождений нефти и газа'>. Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, тел. 83452390346
Pmtfkarovski V V, PhD, professor of the chair «•Geology of oil and gas fields», Tyumen Stale Oil and Gas University, phone: 83452390346
Pmiikarovski E. V, Candidate of Technical Sciences, senior scientific worker of the laboratory for wells operation and repair, LLC «TyumenNUgiprogas». phone: S(3452)286697, e-mail: [email protected]
Murzaulugov Z. A, postgraduate of the chair «Geolog- of oil and gas fields к Tyumen Stale Oil and Gas University, р1юпе: 83452390346
