Основные типы осложнений при бурении скважин в ачимовских отложениях Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН

УДК 622.243

Е.в. паникаровский, e-mail:273014@qmail.com, к.т.н., старший научный сотрудник отдела эксплуатации и ремонта скважин; в.в. паникаровский, д.т.н., ведущий научный сотрудник лаборатории вскрытия продуктивных пластов и повышения продуктивности скважин, ООО «ТюменНИИгипрогаз»; З.А. мурзаулугов, Тюменский государственный нефтегазовой университет, e-mail: zahit243@yahoo.com

основные типы осложнений при бурении скважин в ачимовских отложениях

MAJOR DRILLING PROBLEMS OF ACHIM FORMATION E. Panikarovskiy, V.Panikarovskiy, TyumenNIIgiprogas; Z.Murzaulugov, Tyumen State Oil and Gas University

The experience of drilling horizontal wells in the Achim formation. An analysis of horizontal well bore drilling problems, caused by lost circulation and remedy.

Keywords: drilling fluid, drilling problems, swallowing drilling fluid, freeze-in drilling tools.

Анализ геолого-технических 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 1350 м, эксплуатационной колонны диаметром 245 мм на глубину 3600 м для вертикальных и 4107 м для горизонтальных скважин. В конструкции скважин предусмотрен спуск хвостовика диаметром 178 мм на глубину от 3100 до 3750 м, цементируемый хвостовик-фильтр диаметром 178 мм устанавливается на глубину от 3500 до 3715 м для вертикальных скважин и на глубину от 4007 до 4470 м для горизонтальных скважин. При вскрытии скважиной разреза до 450 м, в который входят четвертичные отложения, отложения чеган-ской, люлинворской и верхняя часть тибейсалинской свит, представленные главным образом неустойчивыми

породами: супеси, пески, глины, возможны такие осложнения, как обвало-кавернообразование, поглощение бурового раствора, прихваты бурильного инструмента.

В нижней части тибейсалинской, гань-кинской, березовской, кузнецовской свит до 1200 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 1300 м, представлен переслаиванием мелко-и среднезер-нистых песков, песчаников и глин. При бурении этого интервала возможны такие осложнения, как газопроявления, поглощения буров ого раствора, прихваты бурильного инструмента, кавернообразование. Интервалы покурской,тангаловской свит в верхней части и до глубины 3600 м представлены переслаиванием песчаных пропластков, пластов и

глинистых отложений. В интервале от 2750 до 3400 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, дюнообразование в местах набора зенитного угла. До глубины 3600 м разрез скважин сложен переслаиванием песчаников, глин и аргиллитов. Бурение осложнено высокими поровыми давлениями в глинистых отложениях и пластовыми давлениями, близкими к гидростатическим. В данном интервале при бурении возможны такие осложнения, как обвалы пород, поглощения бурового раствора в песчаниках и прихваты бурильного инструмента.

Ачимовская толща находится в нижней части меловой системы до кровли баженовской свиты. Толщина ачимовских отложений составляет 400 м, в которых выделены пять продуктивных пластов. Породы-коллекторы представлены трещинно-поровыми, порово-трещинными коллекторами,

\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

№ 6 \\ июнь \ 2011

Таблица 1. Сравнительный анализ баланса календарного времени строительства горизонтальных скважин на ачимовские отложения Уренгойского месторождения

Номер скважины Баланс времени, сут.

производительное время непроизводительное время всего

бурение вспомогательные работы всего простои аварии всего

2093 58 32 131 19 - 19 150

2091 44 40 130 12 8 20 150

2114 35 24 93 34 - 36 129

2131 67 49 169 29 55 88 257

2092 36 17 78 2 74 77 155

2083 4 4 12 - 1 1 13

2124 55 - 69 1 59 61 130

при вскрытии которых бурением 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 (табл. 1). Наиболее тяжелые осложнения произошли при бурении горизонтального ствола в скважине № 2124, где при проработке ствола в интервале от 3540 до 3670 м произошло заклинивание инструмента, сопровождающееся обильным выносом шлама и ростом давления промывки до 18 МПа. После проработки ствола до глубины 3829 м был проведен подъем инструмента, который происходил с затяжками до 25 т. При проработке ствола на глубине 3574 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 остались долото НСМ 214,3, переводник М3-117хМ3-122 и часть УБТ-158 длиной 9,5 м. Затраты времени на ликвидацию аварии составили 53 сут. При бурении горизонтального ствола скважины № 2092, начиная с глубины 2500 м и ниже, наблюдались частичные поглощения бурового раствора. Поглощения бурового раствора происходили как при бурении, так и при спуско-подъемных операциях и составили от 8 до 12 м3. Для ликвидации поглощений в буровой раствор вводился наполнитель микан-40. За время бурения в интервале от 2500 до 3924 м, проработки ствола и спуско-подъемных операций скважина поглотила 89,0 м3 раствора и было затрачено 21,1 т наполнителя

микан-40. При подъеме инструмента с глубины 3924 м происходили затяжки инструмента до 23 т, а при подъеме свечи на глубине 3838 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 скважине № 2131 при проработке интервала от 3703 до 3714 м произошли 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. Оставшуюся часть КНБК извлечь из скважины не удалось, был установлен цементный мост и забурен второй ствол с глубины 3665 м. Затраты вре-

Таблица 2. Составы буровых растворов фирмы Baroid для бурения горизонтальных стволов в ачимовских отложениях

Название или тип раствора Состав раствора Содержание химических реагентов, % Минерализация бурового раствора, г/л

KCl 11,00

Barazan D 0,25

KCl / Polymer Dextrid F PACL BARO-TROL PLUS Глютаральдегид 24 % 0,80 0,40 0,70 0,10 30-42

KCl 11,00

Bentonite 3,00

Barazan D 0,18

Dextrid E 0,40

KCl / Boremax PACL BARO - TROLPLUS GLAYGRABBER POLYAC PLUS Глютаральдегид 0,20 0,20 0,12 0,50 0,10 30-48

WWW.NEFTEGAS.INFO

\\ строительство скважин \\ 67

СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН

3 900

| 800 В

¡700 | 600 I 500

I 400 £

° 300 200 100

0 10 20 30 40 Продолжительность строительства, сут

мени на ликвидацию аварии составили 16,3 сут.

При бурении горизонтального ствола скважины № 2094 в ачимовских отложениях, пласт Ач3-4, в интервале от 3979,4 до 4056,3 м происходили поглощения промывочной жидкости при бурении и промывке скважины в объеме 80,7 м3. Для ликвидации поглощения в буровой раствор были введены наполнители 0,5 т микан-40 и 0,15 т целлотон.

При бурении скважины в интервале 4120,7-4339,1 м, пласт Ач5 наблюдалось поглощение бурового раствора, составившее 9 м3. Поглощение ликвидировано закачкой 15 м3 бурового раствора с наполнителями 0,5 т микан-40 и 0,15 т целлотон.

Промысловые исследования и данные геофизических исследований скважин (ГИС) показали, что обвалообразова-ние в интервале ачимовских отложений происходят из-за наличия аномально высоких поровых давлений и относительно низких пластовых давлений. По этим данным установлено, что коэффициент аномальности порового дав-

1200

ев" &

11000

Он

& 800 §

2 600

о £

° 400 200

0 5 100 150 Продолжительность строительства, сут

ления в глинистых породах превышает в 1,5 раза коэффициент аномальности пластового давления в ачимовских песчаных пластах. Для ликвидации обвалообразования используют ин-гибированные или минерализованные буровые растворы, составы которых приведены в таблице 2. Осложнения, связанные с поглощением бурового раствора, в ачимовских отложениях характерны для зон распространения трещинно-поровых коллекторов и происходят при бурении горизонтальных скважин в процессе бурения, промывки ствола и при спуско-подъемных работах. Объемы потерь бурового раствора могут изменяться в широких пределах от 600 до 1100 м3 и зависят от продолжительности строительства скважин (рис. 1). Интенсивные поглощения бурового раствора трещинно-поровым коллектором в горизонтальном стволе скважины № 2094 в интервале от 3479,3 до 4055,3 м пласт Ач3_4 и интервале от 4162,1 до 4219,4 м пласт Ач5 связаны с высокой трещиноватостью коллектора, что обеспечивает их высокие

фильтрационные характеристики (табл. 3).

Закачка кольматирующего состава в трещинно-поровый коллектор, содержащего микан-40 и целлотон, 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 лигноцеллюлозны-ми компонентами по фракционному составу изменяющиеся 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 трещиноватостью 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.

/ п

-4.

Р

Рис. 1. Динамика изменения потерь бурового раствора при строительстве горизонтальных скважин Уренгойского месторождения

Литература:

1. Паникаровский В.В., Паникаровский Е.В. Методы сохранения и восстановления фильтрационных характеристик слож-нопостроенных коллекторов. - М.: ООО «Газпром экспо», 2010. - 104 с.

2. Добрынин В.М., Серебряков В.А. Методы прогнозирования аномально высоких пластовых давлений. - М.: Недра, 1978. - 232 с.

3. Лукманов Р.Х., Попов В.А. Исследование изоляции поглощающих пластов при бурении и подготовке ствола к креплению. - М.: Бурение и нефть. № 2, 2006. - С. 32-34.

Ключевые слова: буровой раствор, осложнение, обвалообразование, поглощение бурового раствора, прихват бурового инструмента, кольматант.

ф >

-d-да О

CJ

<u

\о га

ш Q.

СО

га

\о га

S

oSs

I ^

o

Sí

i

5 1 3

I-s

m s 5«

* s ™

2SO ° §

Sí

a

ca

<u

o

E 3

o a

= o

H I

O л vo

Oos

5 ^

o o

un un

а n

ООО ЮЮЮ r-^r-^r^

. иП иП

a. n

о. П

un un un un

со

гн I

>i Q- го о Q- та о

сг<

РИРМСЕРВИС

консалтинговые услуги

üf Ростехнадзор

ÜÍ Разрешение на применение

tif Лизцензии

ÜÍ Сертификация

tíf Экспертиза промышленной безопастности

WWW.NEFTEGAS.INFO

Адрес: 125424, г. Москва,

Волоколамское ш., д. 73, офис 421

Тел.: (495) 545-31-95

l!fweb: www.firmservice.ru