Файл: Анализ осложнений при строительстве наклонно направленных эксплуатационных скважин на месторождении Западной Сибири.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 10
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Анализ осложнений при строительстве наклонно направленных эксплуатационных скважин на месторождении Западной Сибири
Аннотация. В статье анализируются данные об осложнениях на наклонно направленных скважинах, пробуренных на одном из месторождений Западной Сибири, за исключением осложнений в вертикальном интервале скважины, перекрытом кондуктором. Высокий процент осложнений (30,5 %) отмечен при бурении скважин в рамках субширотной системы планетарной трещиноватости. Наименьшее количество осложнений (7,6 %) наблюдается при бурении скважины с азимутом вне систем планетарной трещиноватости. Вероятнее всего, возникновение большинства осложнений обусловлено недостаточной очисткой наклонно направленных и горизонтальных интервалов скважин, создающей условия для усиления депрессии в скважине при подъеме инструмента, что приводит к осыпям и обвалам породы, а также притоку пластовых флюидов.
Проведенный анализ осложнений, возникших при бурении наклонно направленных скважин на одном из месторождений Западной Сибири показал, что основной объем осложнений связан с посадками и затяжками инструмента при СПО. Эффективное, рациональное и безаварийное ведение буровых работ во многом определяется тем, насколько правильно решены задачи управления балансом давлений в скважине.
Одной из основных причин осложнений разного вида – обвалов горных пород, поглощения бурового раствора и др. – являются разнонаправленные трещины в горном массиве. В.М. Анохиным, А.И. Тимурзиевым и другими исследователями закономерностей образования и распространения планетарной трещиноватости в континентальной коре Земли отмечается, что существует конечное число закономерно ориентированных систем линейных структур, образующих систему планетарной трещиноватости [1, 2].
А.И. Тимурзиевым показано, что при наложении на азимутальный круг «генеральной схемы проявления разрывных деформаций в земной коре» теоретически они образуют восемь азимутальных секторов: четыре ортогональных и четыре диагональных [2, 3].
В соответствии со схемой А.И. Тимурзиева разработана табл. 1, в которой представлены 16 азимутальных секторов, восемь из которых (нечетные) являются элементами четырех главных систем разрывных нарушений, а восемь (четные) не входят в эти системы. В табл. 1 внесены данные об осложнениях при бурении эксплуатационных скважин в соответствии с азимутами наклонно направленных интервалов.
Таблица 1 - Распределение осложнений по секторам системы глобальной трещиноватости и внесистемным секторам
| Параметр | Номер сектора (азимут) | Итого | |||||||||||||||||
| 1 (0° ± 15°) | 2 (15°…30°) | 3 (45° ± 15°) | 4 (60°…75°) | 5 (90° ± 15°) | 6 (105°…120°) | 7 (135° ± 15°) | 8 (150°…165°) | 9 (180° ± 15°) | 10 (195°…210°) | 11 (225° ± 15°) | 12 (240°…255°) | 13 (270° ± 15°) | 14 (285…300) | 15 (315° ± 15°) | 16 (330°…345°) | | |||
| Вид осложнения, случаев | затяжка | 34 | 10 | 196 | 8 | 114 | 4 | 32 | 6 | 24 | 0 | 30 | 14 | 75 | 0 | 56 | 6 | 609 | |
| поглощение | 0 | 0 | 6 | 0 | 7 | 0 | 2 | 0 | 2 | 0 | 1 | 2 | 6 | 0 | 2 | 0 | 28 | ||
| проявление | 0 | 0 | 5 | 0 | 0 | 0 | 5 | 1 | 6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 17 | ||
| обвал | 0 | 0 | 12 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 14 | ||
| заклинка | 0 | 0 | 2 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | ||
| итого | 34 | 10 | 221 | 8 | 123 | 4 | 39 | 7 | 32 | 0 | 32 | 16 | 82 | 0 | 58 | 6 | 672 | ||
| Доля в общем числе осложнений, % | 5,0 | 1,5 | 32,9 | 1,2 | 18,3 | 0,6 | 5,8 | 1,0 | 4,8 | 0 | 4,8 | 2,4 | 12,2 | 0 | 8,6 | 0,9 | 100 | ||
Как видно, наибольшее количество осложнений – 221 случай (32,9 %) – попало в сектор № 3, который по азимуту (45° ± 15°) соответствует направлению максимального горизонтального напряжения (30°…60°), определенному путем интерпретации данных геофизических исследований скважин, выполненных сотрудниками компании «Шлюмберже».
Следует отметить, что сектор № 3 имеет полный набор всех типов осложнений, встречающихся при проводке скважин на месторождении, чего нет в других секторах.
На втором месте по количеству осложнений – 123 случая (18,3 %) – находится сектор № 5 (90° ± 15°), входящий в субширотную систему. Во внесистемных секторах наблюдалось незначительное количество осложнений, и в основном это были затяжки и посадки инструмента.
Ранее опубликованы данные о коэффициентах продуктивности скважин нефтегазового месторождения, имевших азимутальные направления, совпадающие и не совпадающие с секторами планетарной трещиноватости [3].
Первые скважины вскрыли эффективную толщину (Hэф), в среднем равную 144 м, при этом имели множество объемных поглощений бурового раствора. Среднее значение коэффициента продуктивности составило 38 м3·сут–1·МПа–1. Вторые не имели серьезных осложнений и при среднем значении Hэф = 240 м характеризовались средним коэффициентом продуктивности 17 м3·сут–1·МПа–1, т.е. в два раза меньшим, чем в первом случае.
Основной объем осложнений составляют затяжки и посадки бурового инструмента при СПО. Считается, что это обусловлено проблемой устойчивости горных пород на стенках ствола скважины.
Решение данной проблемы связано с тем, насколько полно учитываются процессы и условия в скважине, влияющие на сохранение баланса давлений в стволе и напряжений на стенках. Важным фактором является достигаемая степень очистки ствола от выбуренной породы при зенитном угле 65°…90°. При накоплении шлама на нижней стенке просвет ствола сужается, и при подъеме инструмента усиливается депрессия на пласты и стенки скважины за счет эффекта свабирования. При этом релаксация депрессии, даже в вертикальных скважинах, может длиться от нескольких минут до часа и более [4]. Очевидно, что эффект воздействия на пласты и стенки зависит не только от значения депрессии, но и от продолжительности ее воздействия. В результате этого могут происходить обвалы пород, проявления пластового флюида другие осложнения. При спуске бурильного инструмента в таких условиях усиливается репрессия в скважине (эффект поршневания), что приводит к гидроразрыву пласта и поглощению бурового раствора.
Следует отметить, что в процессе проектирования скважины при зенитном угле ствола 65°…90° сложно обеспечить необходимые значения гидростатических и гидродинамических нагрузок на пласт и стенки слагающих пород.
В настоящее время при бурении скважин практически не контролируются такие показатели процесса СПО, как значение депрессии и время ее релаксации (восстановления гидростатического давления). Кроме того, в лабораторных условиях не контролируются вязкоупругие свойства буровых растворов, влияющие на очистку ствола от шлама и на релаксацию депрессии.
Список литературы
1. Анохин В.М. Характеристики глобальной сети планетарной трещиноватости / В.М. Анохин, И.А. Одесский // Геотектоника. – 2001. – № 5. – С. 3–9.
2. Тимурзиев А.И. Новейшая сдвиговая тектоника осадочных бассейнов: тектонофизический и флюидодинамический аспекты (в связи с нефтегазоносностью): автореф. дис. … д.г.-м.н. / А.И. Тимурзиев. – М.: МГУ
им. В.М. Ломоносова, 2009.
3. Потапов А.Г. К вопросу о геомеханическом моделировании при бурении скважин / А.Г. Потапов, Д.Г. Бельский, О.А. Потапов // Вести газовой науки: Проблемы разработки газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений. – М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2014. – № 4 (20) – С. 69–74.
4. Потапов А.Г. Влияние релаксационных свойств буровых растворов на технологические процессы бурения скважин / А.Г. Потапов // Изв. вузов. Нефть и газ. – 1986. – № 4.