Научная статья на тему 'Бурение горизонтальных скважин в ачимовских отложениях'

Бурение горизонтальных скважин в ачимовских отложениях Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
282
61
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ / GEOLOGICAL-AND-TECHNICAL CONDITION / ОСЛОЖНЕНИЕ / ОБВАЛООБРАЗОВАНИЕ / ПОГЛОЩЕНИЕ БУРОВОГО РАСТВОРА / ПРИХВАТ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА / DRILL TOOL STICKING / БУРОВОЙ РАСТВОР / DRILLING MUD / AFTEREFFECT / HEAVING FORMATION / DRILLING MUD LOSS

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Паникаровский Валентин Васильевич, Паникаровский Евгений Валентинович, Мурзаулугов З.А.

Рассмотрен опыт бурения горизонтальных скважин в ачимовских отложениях. Приводится анализ осложнений при бурении горизонтальных стволов скважин. Устанавливаются причины возникновения поглощений промывочной жидкости и методы их устранения. Для предотвращения осложнений в процессе бурения следует проводить комплексы ГИС и петрофизические исследования керна и шлама по выявлению зон трещиноватости в породах-коллекторах

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Паникаровский Валентин Васильевич, Паникаровский Евгений Валентинович, Мурзаулугов З.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DRILLING OF HORIZONTAL WELLS IN ACHIMOV DEPOSITS

The article describes the experience of drilling of horizontal wells in the Achimov deposits. The analysis of aftereffects occurred during such wells drilling is made. The causes of flushing liquids loss are defined and the ways are offered how to remove these causes. To prevent the complications occurred in the drilling process it is offered to carry out the complexes of logging operations and petrophysical studies of cores and drilling cuttings for detection of fracturing zones in the reservoir rocks.

Текст научной работы на тему «Бурение горизонтальных скважин в ачимовских отложениях»

УДК 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: Panikarovskiy@ttigg.ru

Murzaulugov Z. A, postgraduate of the chair «Geolog- of oil and gas fields к Tyumen Stale Oil and Gas University, р1юпе: 83452390346

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.