Рапопроявления при бурении что это

способ выявления зон рапопроявления - патент РФ 2012905

Использование: поиски и разведка месторождений нефти и газа, определение мест заложения разведочных скважин. Сущность изобретения: проводят комплекс полевых географических исследований, составляют структурные планы над и подсолевых отложений, бурят скважины в контуре свода антиклинального поднятия вне замка свода на участке, где мощность соленосных отложений составляет не менее одной трети ее максимальной величины. 1 ил. Изобретение относится к полевой геофизике и может быть использовано для поисков и разведки месторождений нефти и газа, а также минерализованных вод в областях развития соленостных отложений. Известен способ прогнозирования зон рапопроявлений путем построения карт толщин соляных пластов и отождествления зон рапопроявлений с локальными раздувами толщин солей в присводовых и сводовых участках современных структур [1] . Недостатком указанного способа является его невысокая достоверность, обусловленная возможность только качественных оценок с потенциальной рапоносности антиклинальной солевой структуры. Известен способ (прототип) выявления зон АВПД и повышенной влагонасыщенности разреза путем проведения комплекса геофизических исследований, выделение антиклинального поднятия со смещенными структурными планами над- и подсолевых отложений, определения контура его свода бурения скважины, проведение комплекса ГИС и определение зоны рапопроявлений [2] . Недостатки указанного способа связаны с невозможностью учета реальных литологических условий соленосного разреза и выделения интервалов залегания зон рапопроявлений, связанных с наличием в разрезе межсолевых пород - раповместителей. Целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности выявления зон рапопроявлений. Цель достигается тем, что в пределах выявленного антиклинального поднятия со смещенными структурными планами над- и подсолевых отложений дополнительно осуществляют бурение скважины вне замка свода, выделяют и прослеживают по комплексу геофизических исследований межсолевые рапонасыщенные пласты, с областями пространственного развития которых в контуре свода антиклинального поднятия, проведенного по последней замкнутой изогипсе по кровле подсолевых отложений, отождествляют зоны рапопроявлений. Под "зоной рапопроявления" в заявленном способе подразумевается находящееся в соленосных отложениях скопление высокоминерализованных высоконапорных рассолов (рапы), приуроченное к межсолевому литологически обособленному пласту - коллектору порово-трещинного типа. Рапа в разуплотненной, трещиноватой, преимущественно терригенной породе содержится в условиях аномально высоких пластовых давлений (АВПД), что обусловливает ее способность самоизливаться через устье скважины. Рапонасыщенный пласт всегда заключается между флюидоупорами-пластами плотных ангидритов и каменной соли, представляющих собой литологический барьер проницаемости (барьер давления). В разрезе соленосных отложений может быть несколько гидродинамически изолированных рапонасыщенных пластов, в пределах площадного развития каждого из них, в свою очередь, возможно наличие нескольких "зон рапопроявлений". При вскрытии рапонасыщенного пласта скважиной рапопроявление может наблюдаться лишь в случае попадания скважины в контур свода антиклинального поднятия. Поступление рапы в скважину отмечается следующими признаками: увеличением уровня бурового раствора в приемных емкостях, падением давления на стояке, резким изменением параметров промывочной жидкости (снижением плотности, вязкости величины водородного показателя рН, повышением водоотдачи) повышением против фонового содержания газа в промывочной жидкости, повышением концентрации ионов К⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, SO₄^2- и микроэлементов Sr, Rb, Cs, Li, Br, B, I, F в фильтрате бурового раствора. При рапопроявлении обычно наблюдается перелив бурового раствора через устье скважины. На изучаемой территории в пределах распространения соленосных отложений проводят полевые геофизические исследования, включая сейсморазведку. Составив структурные планы над- и подсолевых отложений, определяют пространственное положение соленосной толщи и выявляют антиклинальное поднятие со смещенными структурными планами над - и подсолевых отложений, контур свода которого проводят по последней замкнутой изогипсе по кровле подсолевых отложений. Затем осуществляют бурение поисковой скважины на подсолевые отложения в контуре свода антиклинального поднятия вне замка свода. На фиг. 1 представлен схематический геологический разрез, где соленосные отложения 1, газонефтенасыщенные породы 2, свод 3 антиклинального поднятия, рапонасыщенный пласт 4, стратиграфические границы 5, скважина 6. Скважину закладывают в точке, где толщина соленосных отложений составляет не менее одной трети от ее максимальной величины. Это обусловлено тем, что на участках резкого сокращения толщины солей (в мульдах) межсолевые пласты-коллекторы, вмещающие рапу, как правило, отсутствуют, а в замке свода антиклинального поднятия высока вероятность интенсивных рапопроявлений, приводящих нередко к ликвидации скважин. Так как фильтрационно-емкостные свойства межсолевых пород контролируются преимущественно тектоническим фактором, то рапопроявления наиболее вероятны при вскрытии рапонасыщенных пластов, залегающих в сводах внутрисолевых складок, где вследствие растягивающих усилий раскрытость трещин максимальна, и наименее вероятны на крыльях складок и в межсводовых частях (синклиналях), где рапа содержится в поровом пространстве и в ограниченном количестве. Проводят комплекс геофизических исследований скважин (ГИС) с использованием электрических методов (метод кажущегося сопротивления (КС) или боковой каротаж (БК), радиоактивных методов (гамма-каротаж (ГК), нейтронный гамма-каротаж (НГК), акустического метода (акустический каротаж (АК)), термометрии, измерения диаметра ствола скважины (кавернометрия (КВ)), а также механического и газового каротажа) и выделяют во вскрытом соленосном разрезе межсолевые рапонасыщенные пласты. П р и м е р. По материалам полевых геофизических исследований на изучаемой площади выявляют антиклинальное поднятие со смещенными структурными планами над- и подсолевых отложений, контур свода которого проводят по последней замкнутой изогипсе - 4700 м по кровле подсолевых отложений. Поисковую скважину бурят на крыле антиклинальной структуры и вскрывают соленосную толщу в интервале глубин 1491-4362 м, рапонасыщенный пласт в интервале глубин 3957-3968 м в погруженной его части (в синклинали), в условиях ухудшения емкостно-фильтрационных свойств пород-раповместителей. В процессе бурения отмечают поступление рапы в скважину (увеличение механической скорости проходки с 0,67 до 9,3 м/ч. снижение плотности бурового раствора с 1850 до 1780 кг/м³, увеличение газопоказаний до 2,1% , увеличение объема бурового раствора в приемных емкостях на 8 м³. После утяжеления бурового раствора до 1940 кг/м³ признаков проявления рапы не наблюдалось. В скважине проводят ГИС. Одновременно с изучением материалов ГИС осуществляют обработку данных сейсморазведки. Производят привязку вскрытого скважиной рапонасыщенного пласта к отражающему горизонту, зарегистрированному на опорном сейсмическом разрезе, проходящем через буровую скважину. Увязанные с ГИС отражающие горизонты прослеживают в пределах всего сейсмического разреза. Производят корреляционную увязку соседних разрезов. Уточняют структурные планы над- и подсолевых отложений. Строят структурные карты по межсолевым отражающим горизонтам в контуре свода антиклинального поднятия. По совпадению сейсмических образов отражающих горизонтов R_a и R_бпрогнозируют развитие на площади двух одноименных рапонасыщенных пластов. Зона рапопроявлений, приуроченная к рапонасыщенному пласту R_б, отождествлена с областью пространственного развития данного пласта в контуре свода антиклинального поднятия, т. е. ограничена линией выклинивания рапонасыщенного пласта и изолинией - 4700 м по последней замкнутой изогипсе по кровле подсолевых отложений. Для рапонасыщенного пласта R_а строится аналогичная карта - схема зоны рапопроявлений. Предлагаемый способ оконтуривает область развития зоны рапопроявлений значительно точнее ( на 30-40% ) относительно прототипа, что позволяет избежать осложнений при бурении скважин в соленосных отложениях. Подтверждением является скважина, пробуренная на той же площади, в своде подсолевого поднятия, вскрывшая соленосную толщу без осложнений и подтвердившая отсутствие в разрезе рапонасыщенного пласта, не выделенного ранее на сейсмических разрезах. Использование предлагаемого способа позволяет повысить достоверность выявления зон рапопроявлений как по площади развития соленосной толщины, так и по ее разрезу, совмещая данную задачу с поиском залежей углеводородов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ЗОН РАПОПРОЯВЛЕНИЯ, включающий проведение полевых геофизических исследований, составление структурных планов над- и подсолевых отложений, бурение скважины, проведение в ней комплекса геофизических исследований и суждение по полученным данным о наличии зон рапопроявления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, скважину бурят в контуре свода антиклинального поднятия вне замка свода на участке, где мощность соленосных отложений составляет не менее одной трети ее максимальной величины, по комплексу геофизических исследований выделяют межсолевые рапонасыщенные пласты, области пространственного развития которых, расположенные в контуре свода антиклинального поднятия и ограниченные последней замкнутой изогипсовой кровли подсолевых отложений, отождествляют с зоной рапопроявления.

www.freepatent.ru

Проявление - рапа - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Проявление - рапа

Cтраница 1

Проявление рапы распространяется на нефтегазоносных площадях Средней Азии, Казахстана, Поволжья. Кроме того, в Пермской и других областях приходится цементировать мощные отложения бишофита и карналлита. В связи с этим и возникла необходимость разработки тампонажных цементов, стойких в условиях магнезиальной агрессии. [1]

При проявлениях рапы наблюдается выпадение кристаллов солей по мере охлаждения ее при подъеме с большой глубины, где температура в соответствии с геотермическим градиентом ниже. При переходе рапы из жидкого, текучего состояния в пастообразное и твердое возможны закупорка ею кольцевого пространства скважины, прекращение циркуляции, прихват бурильного инструмента, потеря скважины. [2]

Как правило, проявление рапы носит внезапный характер, особенно, если оно большой интенсивности, поэтому в большинстве случаев считают предпочтительным разрядить ралосодержащий резервуар в соленосной толще. Как правило, к углублению скважин в данной си - туации приступают только тогда, когда поступление рапы в ствол не превышает 3 - 5 мэ / сут. Обычно к этому времени буровой раствор, который находился в скважине, приходит в полную негодность из-за раз - бавления рапой. В этот период по стволу скважины, как правило, имеют место такие виды осложнений, как затяжки, посадки и прихват бурового инструмента и, как следствие этого, ее ликвидация. [3]

Наиболее частые осложнения - смятие обсадных колонн и проявления рапы - встречаются при прохождений соляно-ангидритовой толщи. Как показывают данные бурения, мощные рапопроявления приводят к прихвату бурильного инструмента и в конечном итоге к ликвидации скважины. [4]

В последние годы встречаются и такие осложнения, как проявления рапы ( перенасыщенного раствора солей), сероводорода и углекислого газа, течение глубокозалегающих пластичных пород ( глин, солей), растепление неустойчивых многолетнемерзлых пород, способы ликвидации которых еще недостаточно разработаны. [5]

В связи с неудачными ранее попытками бурить скважины, из которых происходили проявления рапы, с промывкой утяжеленными растворами, скв. Денгизкуль решено было максимально разрядить, а в дальнейшем углубить ( до спуска промежуточной колонны) с промывкой рапой. [6]

Таким образом, наиболе часто встречающиеся осложнения при проводке скважин через соляно-ангидритовую формацию - смятия обсадных колонн и проявления рапы. Эти осложнения характерны не только для площадей с АВПД, но и для тех, в разрезе которых присутствуют соляно-ангидритовые отложения. [7]

Наибольшие осложнения возникают при проявлении так называемой рапы. Рапа - пластовая вода с высоким содержанием солей кальция и магния, находящаяся в пласте при аномальном давлении. При проявлениях рапы в результате разности растворимости солей с пластовой и устьевой температурами, вблизи устья скважины могут отлагаться кристаллы соли, вплоть до закупорки сечения скважины. Заглушить рапу утяжелением бурового раствора, как правило, не удается ( скв. [8]

Бородинская, Иртекская, Тепловская и др.), где до глубины 1900 м залегает мощная толща четвертичных и верхнепермских глин, зачастую перемятых и переслаивающихся с отложениями галита ( гидрохимическая свита), а в интервале 1900 - 3100 м ( кунгурский ярус) разрез представлен галитом с возможными пропластками бишофита и карналлита. При бурении наблюдаются полные поглощения, растворение солей, проявления рапы хлоркальциевого и хлормагниевого типов с дебитом до 2 тыс. м3 / сут, газопроявления с аномально высокими пластовыми давлениями. В некоторых скважинах происходит смятие обсадных колонн. Ниже глубины 3100 м возникают интенсивные газопроявления. [10]

По 12 скважинам уменьшена интенсивность проявлений пластовых флюидов и выбросов породы с аномально высоким поровым давлением, что обеспечило нормальный спуск эксплуатационной колонны и испытание продуктивных горизонтов. Например, скважиной 86 Кенкияк вскрыто 370 м подсолевых отложений и спущена эксплуатационная колонна, скважинами 25 Каротобе и 37 Каротобе вскрыто 400 и 500 м подсолевых отложений и спущены эксплуатационные колонны. В скважинах 3, 8, 10, 12, 18, 26, 38 на площади Ширяевской ( Астраханская НРЭ) бурили в условиях проявления рапы с дебитом 10 - 15 м3 / сут. [11]

Фонтанирование рапы происходит за счет упругой энергии породы и рассола, а затем и уменьшения резервуара рапы в результате пластического течения солей под действием неуравновешенного давления вышележащих пород. Как правило, рапа имеет высокую температуру, более 150 С; и при движении по стволу скважины значительно охлаждается в результате теплообмена с окружающей средой и адиабатического расширения выделяющегося растворенного газа. В процессе охлаждения происходит интесив-ное выпадение солей из рапы, их кристаллизация и осаждение на тенках скважины, что приводит к резкому сужению и даже полному перекрытию ствола скважины. Это, в свою очередь, может служить причиной прихвата бур

www.ngpedia.ru

Способ выявления зон рапопроявления

Изобретение относится к полевой геофизике и может быть использовано для поисков и разведки месторождений нефти и газа, а также минерализованных вод в областях развития соленостных отложений.

Известен способ прогнозирования зон рапопроявлений путем построения карт толщин соляных пластов и отождествления зон рапопроявлений с локальными раздувами толщин солей в присводовых и сводовых участках современных структур [1] . Недостатком указанного способа является его невысокая достоверность, обусловленная возможность только качественных оценок с потенциальной рапоносности антиклинальной солевой структуры. Известен способ (прототип) выявления зон АВПД и повышенной влагонасыщенности разреза путем проведения комплекса геофизических исследований, выделение антиклинального поднятия со смещенными структурными планами над- и подсолевых отложений, определения контура его свода бурения скважины, проведение комплекса ГИС и определение зоны рапопроявлений [2] . Недостатки указанного способа связаны с невозможностью учета реальных литологических условий соленосного разреза и выделения интервалов залегания зон рапопроявлений, связанных с наличием в разрезе межсолевых пород - раповместителей. Целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности выявления зон рапопроявлений. Цель достигается тем, что в пределах выявленного антиклинального поднятия со смещенными структурными планами над- и подсолевых отложений дополнительно осуществляют бурение скважины вне замка свода, выделяют и прослеживают по комплексу геофизических исследований межсолевые рапонасыщенные пласты, с областями пространственного развития которых в контуре свода антиклинального поднятия, проведенного по последней замкнутой изогипсе по кровле подсолевых отложений, отождествляют зоны рапопроявлений. Под "зоной рапопроявления" в заявленном способе подразумевается находящееся в соленосных отложениях скопление высокоминерализованных высоконапорных рассолов (рапы), приуроченное к межсолевому литологически обособленному пласту - коллектору порово-трещинного типа. Рапа в разуплотненной, трещиноватой, преимущественно терригенной породе содержится в условиях аномально высоких пластовых давлений (АВПД), что обусловливает ее способность самоизливаться через устье скважины. Рапонасыщенный пласт всегда заключается между флюидоупорами-пластами плотных ангидритов и каменной соли, представляющих собой литологический барьер проницаемости (барьер давления). В разрезе соленосных отложений может быть несколько гидродинамически изолированных рапонасыщенных пластов, в пределах площадного развития каждого из них, в свою очередь, возможно наличие нескольких "зон рапопроявлений". При вскрытии рапонасыщенного пласта скважиной рапопроявление может наблюдаться лишь в случае попадания скважины в контур свода антиклинального поднятия. Поступление рапы в скважину отмечается следующими признаками: увеличением уровня бурового раствора в приемных емкостях, падением давления на стояке, резким изменением параметров промывочной жидкости (снижением плотности, вязкости величины водородного показателя рН, повышением водоотдачи) повышением против фонового содержания газа в промывочной жидкости, повышением концентрации ионов К⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, SO₄^2- и микроэлементов Sr, Rb, Cs, Li, Br, B, I, F в фильтрате бурового раствора. При рапопроявлении обычно наблюдается перелив бурового раствора через устье скважины. На изучаемой территории в пределах распространения соленосных отложений проводят полевые геофизические исследования, включая сейсморазведку. Составив структурные планы над- и подсолевых отложений, определяют пространственное положение соленосной толщи и выявляют антиклинальное поднятие со смещенными структурными планами над - и подсолевых отложений, контур свода которого проводят по последней замкнутой изогипсе по кровле подсолевых отложений. Затем осуществляют бурение поисковой скважины на подсолевые отложения в контуре свода антиклинального поднятия вне замка свода. На фиг. 1 представлен схематический геологический разрез, где соленосные отложения 1, газонефтенасыщенные породы 2, свод 3 антиклинального поднятия, рапонасыщенный пласт 4, стратиграфические границы 5, скважина 6. Скважину закладывают в точке, где толщина соленосных отложений составляет не менее одной трети от ее максимальной величины. Это обусловлено тем, что на участках резкого сокращения толщины солей (в мульдах) межсолевые пласты-коллекторы, вмещающие рапу, как правило, отсутствуют, а в замке свода антиклинального поднятия высока вероятность интенсивных рапопроявлений, приводящих нередко к ликвидации скважин. Так как фильтрационно-емкостные свойства межсолевых пород контролируются преимущественно тектоническим фактором, то рапопроявления наиболее вероятны при вскрытии рапонасыщенных пластов, залегающих в сводах внутрисолевых складок, где вследствие растягивающих усилий раскрытость трещин максимальна, и наименее вероятны на крыльях складок и в межсводовых частях (синклиналях), где рапа содержится в поровом пространстве и в ограниченном количестве. Проводят комплекс геофизических исследований скважин (ГИС) с использованием электрических методов (метод кажущегося сопротивления (КС) или боковой каротаж (БК), радиоактивных методов (гамма-каротаж (ГК), нейтронный гамма-каротаж (НГК), акустического метода (акустический каротаж (АК)), термометрии, измерения диаметра ствола скважины (кавернометрия (КВ)), а также механического и газового каротажа) и выделяют во вскрытом соленосном разрезе межсолевые рапонасыщенные пласты. П р и м е р. По материалам полевых геофизических исследований на изучаемой площади выявляют антиклинальное поднятие со смещенными структурными планами над- и подсолевых отложений, контур свода которого проводят по последней замкнутой изогипсе - 4700 м по кровле подсолевых отложений. Поисковую скважину бурят на крыле антиклинальной структуры и вскрывают соленосную толщу в интервале глубин 1491-4362 м, рапонасыщенный пласт в интервале глубин 3957-3968 м в погруженной его части (в синклинали), в условиях ухудшения емкостно-фильтрационных свойств пород-раповместителей. В процессе бурения отмечают поступление рапы в скважину (увеличение механической скорости проходки с 0,67 до 9,3 м/ч. снижение плотности бурового раствора с 1850 до 1780 кг/м³, увеличение газопоказаний до 2,1% , увеличение объема бурового раствора в приемных емкостях на 8 м³. После утяжеления бурового раствора до 1940 кг/м³ признаков проявления рапы не наблюдалось. В скважине проводят ГИС. Одновременно с изучением материалов ГИС осуществляют обработку данных сейсморазведки. Производят привязку вскрытого скважиной рапонасыщенного пласта к отражающему горизонту, зарегистрированному на опорном сейсмическом разрезе, проходящем через буровую скважину. Увязанные с ГИС отражающие горизонты прослеживают в пределах всего сейсмического разреза. Производят корреляционную увязку соседних разрезов. Уточняют структурные планы над- и подсолевых отложений. Строят структурные карты по межсолевым отражающим горизонтам в контуре свода антиклинального поднятия. По совпадению сейсмических образов отражающих горизонтов R_a и R_бпрогнозируют развитие на площади двух одноименных рапонасыщенных пластов. Зона рапопроявлений, приуроченная к рапонасыщенному пласту R_б, отождествлена с областью пространственного развития данного пласта в контуре свода антиклинального поднятия, т. е. ограничена линией выклинивания рапонасыщенного пласта и изолинией - 4700 м по последней замкнутой изогипсе по кровле подсолевых отложений. Для рапонасыщенного пласта R_а строится аналогичная карта - схема зоны рапопроявлений. Предлагаемый способ оконтуривает область развития зоны рапопроявлений значительно точнее ( на 30-40% ) относительно прототипа, что позволяет избежать осложнений при бурении скважин в соленосных отложениях. Подтверждением является скважина, пробуренная на той же площади, в своде подсолевого поднятия, вскрывшая соленосную толщу без осложнений и подтвердившая отсутствие в разрезе рапонасыщенного пласта, не выделенного ранее на сейсмических разрезах. Использование предлагаемого способа позволяет повысить достоверность выявления зон рапопроявлений как по площади развития соленосной толщины, так и по ее разрезу, совмещая данную задачу с поиском залежей углеводородов.

Формула изобретения

РИСУНКИ

Рисунок 1

findpatent.ru

Особенности применения ингибирующего раствора. При бурении скважин с целью предотвращения проявлений неустойчивости пород кыновского горизонта - Бурение

Устойчивость глинистых отложений – одна из актуальнейших проблем бурения, особенно сегодня, когда резко возросли объемы наклонного и горизонтального бурения. За последние 20 лет исследователями предложены различные критерии [1, 2, 3], учитывающие особенности напряженного состояния горных пород, в том числе боковой распор и минимальные горизонтальные напряжения. Методически такие расчеты на сегодняшний день проработаны достаточно детально [4]. Для корректных геомеханических расчетов необходим большой информационный массив данных, например, характеристики давлений и векторы трещин при ГРП, профилеметрия, данные электронного микросканирования стенок скважин. Для достоверности прогнозов важны исследования кернов из массивов неустойчивых глин (в том числе для определения их физико-механических свойств). Кроме физико-механических, глинистые породы отличаются разнообразием минералогического состава, связности, минерализации поровой воды; их свойства изменяются в зависимости от глубины залегания, условий формирования и пр.

Глины склонны к поверхностной гидратации и набуханию, диспергированию в растворах на водной основе, осмотическому увлажнению и осушению, значительному снижению прочности при увлажнении, подверженности к эрозионному воздействию потока раствора.

Все глинистые породы можно разбить на пять классов, каждый из которых характеризуется определенным набором физико-химических и физико-механических свойств [5], определяющих и требования к буровым растворам.

Обязательным условием устойчивости стенок скважин является ингибирование бурового раствора, которое позволяет стабилизировать приствольную зону, замедлив увлажнение глин и ослабление связей по плоскостям напластования слоистых образований, сократив область пластической деформации и сохранив область упругих деформаций (релаксация напряжений) в нетронутом массиве.

Для оценки требуемого ингибирования используются методы, зависящие от величины гидратации глинистых пород, связанной с осмотическим, капиллярным, диффузионным массопереносом (увлажнением), а также поверхностной гидратацией. Наряду со стационарными лабораторными исследованиями (метод Ченневерта [6], роллинг-тест [7], набухаемость глинистых сланцев в динамических условиях) используют также экспресс-методы, например определение увлажняющей способности раствора [8], оценку по катионному (анионному) анализу.

Так, при бурении боковых стволов пород кыновского горизонта использовался МКБПБРИ (минерализованный крахмально-биополимерный буровой раствор, ингибированный сульфированным асфальтом) в виде добавки Soltex. Добавка Soltex получена в результате химического сульфирования нефтяного битума. В результате получается ингибитор гидратации сланцев с контролируемой растворимостью в воде. Мелко перемолотый нефтяной битум, обработанный надлежащими поверхностно-активными веществами, обеспечивает диспергирование в воде, – но не растворимость. При использовании добавки Soltex образуются крупные, полимерные анионы. Эти частицы в фильтрате прикрепляются к электроположительным участкам глин и сланцев. Эта химическая нейтрализация ингибирует естественную тенденцию хрупких сланцев поглощать воду. Таким образом, предотвращаются обрушение, набухание и расслоение сланцев. Помимо этого физико-химическое ингибирование обусловлено наличием в составе раствора: хлористого калия, хлористого кальция, хлорида натрия (входит в состав пластовой воды).

Минерализованный крахмально-биополимерный буровой раствор ингибированный является системой, приготовленной на основе пластовой воды с малым содержанием твердой фазы и ингибирующей. Возможно приготовление на основе традиционного минерализованного крахмально-биополимерного бурового раствора, сохраненного после бурения предыдущего интервала, с введением в его состав ряда ингибирующих компонентов. Рецептура раствора приведена в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1. Рецептура раствора МКБПБРИ

Название компонента	Содержание компонента в буровом растворе, т/м³
Биополимер	0,003
Крахмальный реагент	0,03
Пеногаситель	0,001
Мел природный молотый	0,04
Смазочная добавка	0,002
Бактерицид	0,001
Хлористый калий	0,07
Асфальт сульфированный	0,035

МКБПБРИ использовался для вскрытия неустойчивых отложений Турнейского и Визейского яруса, в том числе и при бурении горизонтальных скважин, а также Франских и Фаменских ярусов при зенитном угле ствола скважины, проходящего через эти интервалы, не более 10 град и интенсивностях изменения угла не более 0,05 град/10 м.

Данная система раствора отличается высокой стабильностью, легкостью приготовления, с применением традиционной эжекторной воронки и перемешивателей.

Компоненты раствора не являются опасными токсичными веществами.

Физико-механическое регулирование устойчивости глинистых отложений представлено в виде увеличения плотности бурового раствора до 1,20 г/см³ с целью создания дополнительного гидростатического давления создаваемого столбом жидкости для противодействия поровому и осевому давлениям. Подъем плотности достигается дополнительным увеличением минерализации пластовой воды солями CaCl₂ и КСl, что в свою очередь увеличивает степень прямых осмотических явлений.

Значение плотности выбрано исходя из опыта бурения на территории Удмуртии с похожими геологическими условиями. Выбранная величина не противоречит требованиям безопасности к применению буровых растворов.

В таблице 2 показаны параметры раствора МКБПБРИ, значений которых следует придерживаться при бурении интервала 1431-2060м. Процедура замера параметров осуществляется согласно методикам, описанным в системе API.

ТАБЛИЦА 2. Параметры МКБПБРИ

Параметр	Значение
Плотность, г/см³	1,20
Толщина фильтрационной корки, мм	<0,5
Условная вязкость, сек	40-60
Показатель фильтрации, см³/30 мин	<4
СНС, фунт/100 фут³	3-9/6-14
ПВ, сП	≤25
ДНС, фунт/100 фут³	≥20
рН	5-7
Общая минерализация по хлору, мг/л	≥130000
Содержание Са-ионов, мг/л	≥50000
Содержание К-ионов, мг/л	≥50000

Лабораторные испытания керновых образцов

Результаты лабораторных испытаний рассматриваемой системы раствора подтвердили ее хорошую ингибирующую способность. Данные испытания проводились с использованием керновых образцов, отобранных в интервале Франского яруса Девонской системы. Принцип методики основан на выдерживании образцов породы в растворах до появления визуально определяемых в результате набухания и расслоения разрушений структуры глины. Результаты испытаний нескольких типов промывочной жидкости представлены в сравнительной таблице 3.

ТАБЛИЦА 3. Результаты лабораторных испытаний

Тип раствора	Время до появления разрушений, ч
Пресная вода	0,05
Полимерглинистый	18
МКБПБР	100
МКБПБРИ	>150
Пластовая вода р = 1,17 г/см³	120

Фотографии, на которых изображены результаты испытаний некоторых образцов раствора, представлены на рис. 1.

РИС. 1. Образцы породы в результате испытаний раствора:

МКБПБРИ,
полимерглинистый раствор
МКБПБР

В процессе строительства скважины немаловажным является время воздействия бурового раствора на неустойчивые интервалы разреза до потери их стабильности и наступления обвалообразования.

Данные лабораторных исследований показывают преимущество ингибирующей способности МКБПБРИ над другими подобными исследуемыми растворами, что также подтверждается промысловыми данными, полученными при бурении ряда скважин на месторождениях Удмуртии.

Время до наступления обвалообразования, при использовании МКБПБРИ, составило около 4 суток. При бурении на полимерглинистом растворе – 24 часа, на растворе МКБПБР – 2 суток. Эти данные сведены в таблицу 4.

ТАБЛИЦА 4. Время до наступления проявлений неустойчивости пород Кыновского горизонта с момента вскрытия интервала

Тип раствора	Время, час
МКБПБРИ	98
Полимерглинистый	24
МКБПБР	48

Выводы:

Буровой раствор, обработанный асфальтом сульфированным в виде добавки Soltex, снижает риск обвалообразования и разрушения неустойчивых пород (аргиллитов) путем кольматации микротрещин мелкодисперсной нефтерастворимой частью реагента.

Кроме этого данный реагент имеет следующие преимущества:

сводит к минимуму повреждение продуктивных пластов;
реагирует со сланцевыми породами и предотвращает их осыпание и набухание;
значительно увеличивает смазывающую способность – отдельно либо в сочетании с небольшим количеством масла и синтетических материалов;
ингибирует дисперсию выбуренной породы;
понижает водоотдачу бурового раствора, снижает диспергируемость (измельчение) частиц шлама в процессе бурения;

ЛИТЕРАТУРА:

Свиницкий С.Б. Прогнозирование горно-геологических условий проводки скважин соленостных и глинистых отложений с аномально высокими давлениями флюидов: дис. д-ра г.-м. наук. Ставрополь, 2007.
Ибраев В.И. Прогнозирование напряженного состояния коллекторов и флюидоупоров нефтегазовых залежей в Западной Сибири. Тюмень: ОАО «Тюменский дом печати», 2006.
Каневская Р.Д. Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999.
Доровских И.В., Подъячев А.А., Павлов В.А. Влияние изменения механических свойств горных пород при насыщении буровым раствором на напряженное состояние прискважинной зоны // Бурение и Нефть.– 2014. – №11. – С. 31-38.
Кошелев В.Н. Разработка и совершенствование методов выбора и рецептур буровых растворов: дис. канд. тех. наук, 1988.
Chenevert V.E. Glycerol mud additive provides shale Stability// Oil and Gas J.-II.87. – №29.- P.60-64.
Recommended Practice for Laboratory Testing of Drilling Fluids / Note: EIGHTH; ISO 10416:2008Adoption; Supersedes API RP 131.- P.73-75.
Способ оценки ингибирующих свойств буровых растворов: АС 1222670 МКИ С09К7/00 / А.И. Пеньков, А.А. Пенжоян, В.Н. Кошелев. – Заявл. 15.08.83, опубл. 07.04.86. – БИ № 13 – 3 с.

magazine.neftegaz.ru