Устойчивость горизонтальных скважин в слабых пластах, например, в неуплотненных породах

На основании предыдущих разделов представляется, что бурение горизонтальной скважины сквозь слабые пласты, например, слабые песчинки и несвязанный песок, потре­бует большого утяжеления раствора. Это скомпенсирует большие напряжения, возникаю­щие на стенках скважины.

Однако операторы, принимавшие участие в бурении таких пластов, указывают, что небольшой избыток плотности по охранению с использовавшейся в вертикальных скважи­нах, может оказаться достаточным для поддержания устойчивости в таких пластах. Также следует учитывать необходимость минимизации давления гидравлических ударов порш­невой пульсации и исключения, прихвата под действием перепаде давлений.

Неустойчивость горизонтальных скважин, пробуриваемых через слабые породы, может представить меньшие трудности, чем ожидается, отчасти из-за того, что они не дей­ствуют в «линейной эластичной» манере. Другим возможным доводом за возможный ус­пех горизонтального бурения в таких слабых пластах является тщательное планирование и обширная практика бурения.

Состояние ствола и связанные с этим плотности буровых растворов в вертикальных скважинах следует проверять таким же образом, как и на искривленном участке. Затем можно оценить лучшую плотность бурового раствора, обеспечивающего правильность размеров ствола.

Полевые данные доказывают, что горизонтальные скважины, даже в слабых песча­никах и несвязанных песках, можно бурить при той же самой.плотности бурового рас­твора, что и для вертикальных скважин, или при небольшом ее избытке. Однако это на­блюдение базируется лишь на небольшом числе горизонтальных скважин, пробуренных в таких пластах. Было бы опрометчиво заключить, что слабые пласты никогда не представят трудностей в плане устойчивости стволов скважин.

Первым свидетельством неустойчивости ствола скважины очевидно будет завали­вание при подъеме из скважины с возможным отсечением горизонтального участка. Сле­дует определить устойчивость ствола и оценить плотность бурового раствора, если уда­лось пробурить и измерить нутромером первый участок в 50-100 м (165-328 фт) ствола.

При планировании горизонтального участка следует учесть:

 

· Плотности бурового раствора, требовавшиеся в предшествующих вертикальных скважинах для поддержания размеров стволов.

· Дифференциальные давления, вызывавшие прихват под действием перепада давле­ний в предшествующих скважинах.

· Градиент давления гидроразрыва пласта в продуктивном пласте перед бурением го­ризонтальной скважины (Это особенно важно для пластов с избыточным давлением).

· Наиболее устойчивое направление бурения скважины.

· Определите, необходимо ли устанавливать последний башмак обсадной колонны над продуктивным пластом. Если да, то сколько сланцевой глины останется в стволе без обсадки в ходе бурения горизонтальной секции.

· Влияние плотностей бурового раствора и длины стола на величины эквивалентной плотности циркуляции (Приведет ли это к прихвату под действием перепада давлений или к гидроразрыву пласта при закачивании?)

Если эквивалентная плотность циркуляции снизилась в отсутствие циркуляции (на­пример, при подъеме из скважины):

· Снизьте скорости подъема, чтобы уменьшить давления гидравлических ударов поршневой пульсации, особенно в неуплотненных пластах

· Проверьте или измерьте состояние ствола

 

ПРИМЕНЕНИЯ РАДИУСА ЗАКРУГЛЕНИЯ

 

С точки зрения устойчивости ствола обычно лучше предпочесть более высокую скорость проходки при радиусе меньшей длины.

На искривленном или наклонном участке с малым радиусом окажется меньшая по длине часть сланцевых глин. Следовательно, из-за неустойчивости ствола можно предпо­лагать меньший объем обрушения. Также может представиться возможность отсечь нена­дежный пласт обсадкой перед тем, как перейти к проходке участка с коротким радиусом.

Наоборот, проведение работ непосредственно в заведомо сложном пласте может создать больше сложностей для средних и коротких радиусов, при которых достичь пла­нируемой скорости проходки будет гораздо сложнее.

ТРЕБОВАНИЯ К ПЛАНИРОВАНИЮ

Устойчивость ствола скважины является развивающейся технологией. Проводимые ниже пункты перечня следует сопоставить между собой. При возможности следует всту­пить в контакт с экспертами по устойчивости скважин для консультации.

Планирование устойчивости горизонтальных скважин следует разделить на две части:

· Требования к плотности бурового раствора для искривленного участка

· Плотности бурового раствора., необходимые для горизонтального участка

Для определения подходящих плотностей бурового раствора следует получить с соседних скважин следующую информацию:

· Многоосевые замеры и данные о геометрии ствола с соседних вертикальных сква­жин

· Плотности буровых растворов, прикидочные и измеренные давления в скважине

· Величины фильтрации и имеющиеся данные о гидравлическом разрыве пласта

· Отчеты о бурении и заканчивании скважины

В связи с рекомендациями о плотности бурового раствора следует также рассмот­реть следующие проектные аспекты:

· Оптимизацию наклона и направлений скважины

· Решение по программе обсадки для сокращения до минимума ненадежных участ­ков, не закрытых обсадными трубами

·

ВЫВОДЫ

Для устойчивости ствола скважины плотности буровых растворов должны быть достаточно высокими. Однако избыточно высокие плотности буровых растворов снижают механическую скорость проходки и повышают риск потери циркуляции/прихвата под дей­ствием перепада давлений. Таким образом, рабочий диапазон плотностей бурового рас­твора должен быть сбалансирован.

· Используйте плотности буровых растворов (большие, чем были успешно использо­ваны на соседних обычных скважинах), чтобы исключить трудности, связанные с неус­тойчивостью наклонно/горизонтальных участков скважин

· При бурении сланцевоглинистых участков с РУО повышайте плотность бурового раствора на 0,06 /30^ (0,5 фунт/галл./30^) наклона сверх плотности бурового раствора, применяемого для вертикальных скважин. (При этом не учитывается ориентация ствола скважины). Это было с успехом использовано повсеместно.

· В геологически неактивных регионах бурение параллельно минимальному горизон­тальному напряжению обеспечивает большую устойчивость ствола скважины.

· Определите направление минимального горизонтального напряжения, исходя из данных о геометрии стволов или о гидравлическом разрыве пласта.

· Рассмотренный «градиент давления гидроразрыва пласта» в действительности больше, чем градиент инициирования гидроразрыва (ГИГ) и градиент распространения гидроразрыва пласта (ГРГ). ГИГ снижается с возрастанием угла ствола. ГРГ остается по­стоянным.

· Эквивалентная плотность циркуляции (ЭПЦ) возрастает при горизонтальном буре­нии. ГРГ остается постоянным. Скважину невозможно пробурить без большой фильтра­ции, если ЭПЦ больше, чем ГРГ.

· Это особенно важно для продуктивных пластов под высоким давлением с неболь­шой разницей между пластовым давлением и «градиентом давления гидроразрыва пла­ста».

· ГРГ следует определить при планировании наклонного/горизонтального разбурива­ния. Для этого рассмотрите малые трещины в соответствующей точке одной из ранее оце­ненных скважин.

· Ограниченный опыт в горизонтальном бурении неуплотненных песков показал, что для сохранения устойчивости требуется та же плотность, что и для вертикальной сква­жины, либо слегка повышенная.

· Где возможно, программа обсадки/профиля скважины должна предполагать защиту обсадкой потенциально опасных зон, расположенных под малыми углами.

· В идеале перед бурением горизонтального участка следует оставить открытым ми­нимальное количество лежащих сверху сланцевых глин.

 

ОЧИСТКА СКВАЖИНЫ

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: