CC BY
88
ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОПЫТНО-ПРОМЫСЛОВАЯ РАБОТА ПРИ БУРЕНИИ ЗОН НЕСТАБИЛЬНЫХ АРГИЛЛИТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМЫ PER-FLEX НА СУЗУНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ Захаров М.А.1, Карипова Н.А.2
'Захаров Максим Алексеевич — ведущий геолог, Восточно-Сибирский филиал ООО «РН-Бурение», г. Красноярск, магистрант, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа; 2Карипова Нафиса Анваровна - ведущий инженер по глинистым растворам, Восточно-Сибирский филиал ООО «РН-Бурение», г. Красноярск
Аннотация: в статье анализируются проблема устойчивости глинистых отложений и применение буровых растворов для вскрытия и бурения наклонно-направленных, горизонтальных и многозабойных скважин. Описывается опытно-промысловая работа с применением системы РЕК-ЕЬЕХ.
Ключевые слова: буровой раствор, нестабильные аргиллиты, «шоколадные глины».
Одним из важных факторов при бурении скважин с вертикальным окончанием и большим отклонением от вертикали является устойчивость стенок скважины.
Устойчивость стенок скважины зависит от таких факторов, как геологические строения пластов, конструкции скважин, давления горных пород, структурно-адсорбционной формации, скорости набухания глин, выбор и способ бурения скважин и пр. Тип бурового раствора, который обеспечивает максимальную устойчивость стенок скважины, разрабатывается индивидуально для каждой площади [1, 3].
Большие отходы интенсивности искривления по углу и азимуту, не сопоставляемые с распределением полей напряжений в неустойчивых породах, приводят к значительным нагрузкам на инструмент, сложному профилю скоростей промывочной жидкости в стволе скважины, инициации осыпания глинистых отложений.
Поскольку профили скважин продиктованы проектом разработки, необходимо разрабатывать и строго следовать мероприятиям по проводке скважины в условиях высокой интенсивности искривления.
Продуктивный горизонт Сузунского месторождения обусловлен песчано-глинистым составом и приурочен к нижнемеловым отложениям нижнехетской свиты. Нижнехетская свита представлена чередованием маломощных песчаных и мощных глинистых пластов. Глинистые разности и алевролиты нижнехетской свиты окрашены в бурый, светло-серый, зеленовато-серый цвета, тонкослоистые, слюдистые, с обугленными растительными остатками и обломками фауны. Пачки глинистых пород в разрезе свиты являются хорошими локальными покрышками. Проницаемость их практически равна нулю [5].
Песчаники светло-серые с зеленоватым оттенком, мелко- и среднезернистые, цемент глинистый, реже известковистый. Открытая пористость составляет около 20%, проницаемость - от 1 до 150 мД.
Разработка Сузунского месторождения ведется наклонно-направленными, горизонтальными и многозабойными скважинами.
Основной проблемой поддержания устойчивости стенок скважины на Сузунском месторождении является:
- зона нестабильных арггилитов или зона «шоколадных глин» в интервале покрышки пласта Нх-1;
- крайне сложные профили скважин.
Целью проведения опытно-промысловой работы являлось улучшение качества и повышение эффективности строительства скважин в условиях неустойчивых аргиллитов, а также общее снижение сроков строительства интервала за счет применения пресной ингибированной системы PER-FLEX.
Задачами проведения:
- Отработка технологии бурения с использованием пресной ингибированной системы PER-ЕЬЕХ
- Оценка эффективности применения системы PER-FLEX при бурении интервалов под эксплуатационную колонну в горизонтальных скважинах Сузунского месторождения.
РЕК^ЪЕХ™ - высокоэффективная система бурового раствора на водной основе, созданная специально для бурения в условиях нестабильных слабосцементированных пород, представленных преимущественно аргиллитами и алевролитами. Основные преимущества системы - это уникальное сочетание ингибирующих и стабилизирующих компонентов, которые при совместном применении создают синергетических эффект, т.е. усиливают эффективность друг друга.
Рис. 1. Механизм действия MAX-PLEX в поровом пространстве Ключевыми компонентами системы являются:
MAX-PLEX™ - алюминатный осадкообразующий комплекс, оказывающий химическое воздействие на слабосцементированные породы. Реагент за счет снижения рН осаждается в поровом пространстве приствольной зоны, тем самым стабилизируя ствол скважины.
Рис. 2. Схема породы
Рис. 3. Схема воздействия полимера
NANO-SHIELD™ - синтетический деформируемый полимер, средний размер частиц которого не превышает 0.2 микрон (200 нанометров). Реагент создает полупроницаемую мембрану на стенке скважины, оказывая физическое воздействие на слабосцементированные породы, снижает перенос порового давления в системе пласт-скважина.
CHEK-TROL™ - полиаминный ингибитор, изменяющий степень набухания глинистых пород в результате реакции ионного замещения в кристаллической решетке.
Рис. 4. CHEK-TROL-кристаллическаярешетка
При строительстве первой скважины (№ 236) с применением данной системы бурового раствора, не удалось на сто процентов добиться основной запланированной цели -стабильность ствола скважины во времени в интервале залегания неустойчивых аргиллитов. Что позволило бы полностью избежать затрат времени на проведение дополнительных шаблонировок ствола скважины для его подготовки к спуску обсадной колонны.
Однако, проанализировав весь процесс строительства интервала, можно сделать определенные положительные выводы за счет применения системы, а именно:
1. За счет высоких кольматационных характеристик системы, при прохождении бурением Малохетской свиты, удалось избежать повышенной инфильтрации бурового раствора в пласты, при использовании системы NEW-DRILL/NEW-TROL отмечается временное повышенное отфильтровывание бурового раствора в пласт. В данном случае, при применении системы NEW-DRILL/NEW-TROL постоянно существует высокий риск получения поглощения во время спуска обсадной колонны за счет увеличении гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве. Зачастую, увеличение гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве связано с повышением реологических параметров бурового раствора (загустевание) в статическом состоянии за счет высокой бикарбонатной агрессии Суходудинской свиты. При примении системы PER-FLEX бикарбонатная агрессия была исключена благодаря кольматации и высокой устойчивости компонентов системы к имеющимся в разрезе загрязнениям.
Таким образом, высокие кольматационные характеристики системы минимизируют риски возникновения осложнений связанных с бикарбонатной агрессией и исключают время на их ликвидацию, а именно:
1) Выпадающие значения основных проектных параметров бурового раствора (реология, водоотдача, фильтрационная корка) при бурении интервала.
2) Потеря вытеснения бурового раствора при спуске бурильной и обсадной колонн.
3) Трудности при восстановлении циркуляции после спуска обсадной колонны (Выход на режим).
4) Потеря циркуляции при цементировании обсадной колонны
2. Перед вскрытием интервала нестабильных пород была проведена шаблонировка свежепробуренного интервала до «башмака» предыдущей колонны, во время шаблонировки отмечена положительная динамика в сравнении с предыдущими скважинами - шаблонировка осуществлена без затяжек и посадок инструмента, что свидетельствует об очень высоких ингибирующих свойствах примененной системы.
Благодаря высокой устойчивости системы к наработке коллоидной фазы (МБТ) получено стабильное минимальное значение показателя коэффициента трения (Ктр.-0.22), при использовании системы NEW-DRILL/NEW-TROL значение достигает Ктр-0.4. Низкое значение коэффициента трения способствует более эффективной проводке ствола скважины и снижению затрат времени на СПО [2, 4, 6].
3. Сравнительный анализ времени затраченного на проработку проблемного интервала показал:
1) Отсутствие временных затрат на шаблонировку интервала перед проведением ГИС.
Рис. 5. Время, затраченное на проработку ствола скважин перед ГИС
2) Снижение временных затрат на подготовку ствола к спуску колонны (проработка после проведения ГИС).
Рис. 6. Время, затраченное на проработку ствола скважин перед ГИС Список литературы
1. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: Издательский центр «Академия», 2003. 352 с.
2. Грей Дж.Р., Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых агентов. М.: Недра, 1985. 509 с.
3. Ипполитов В.В., Севодин Н.М., Усынин А.Ф. Обеспечение устойчивости глинистых пород при бурении наклонно направленных скважин на месторождениях северной части Западной Сибири. // Вестник ассоциации буровых подрядчиков, 2000. № 2. С. 13-18.
17
4. Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам. Оренбург: Издательство Летопись, 2005. 664 с.
5. Осипов В.И., Соколов В.Н., Еремеев В.В. Глинистые покрышки нефтяных и газовых месторождений. М.: Наука, 2001. 238 с.
6. Янгиров Ф.Н., Яхин А.Р., Михеев Л.Д. Совершенствование смазочных добавок к буровым растворам. // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов, 2016. № 4 (106). С. 21-27.
