авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ БОРЬБЫ С ПОГЛОЩЕНИЯМИ В ИНТРУЗИЯХ ДОЛЕРИТОВ ГЛУБОКИХ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ (методические и технологические

-- [ Страница 2 ] --

В заключение аналитического раздела приведены основные факторы, осложняющие геолого-технические условия бурения глубоких скважин на разведочных площадях Сибирской платформы, которые снижают качество и эффективность буровых работ.

1. Высокая насыщенность геологического разреза траппами с изменяющимися в широких пределах фильтрационными характеристиками долеритов и их эндоконтактов с горными породами.

2. 100 % вероятность вскрытия поглощающих пластов, количество которых в каждой скважине 3–4.

4. Вскрытие скважиной неустойчивых аргиллитов, долеритов, интервалов солей.

5. Низкая технико-экономическая эффективность методов предупреждения и борьбы с поглощениями обусловлена низким уровнем методических разработок, отсутствием надлежащего контроля и регулирования гидромеханических процессов изоляции поглощающих пород, отсутствием у предприятий специальных технических средств (пакеры многоразового пользования и разбуриваемые диаметром 172 и 240 мм, герметизаторы устья и др.), низкий профессиональный уровень исполнителей работ.

Второй раздел диссертации посвящен научно-технологическим обоснованиям системного совершенствования методов контроля и регулирования технического состояния ствола в процессе бурения скважин.

Обобщение и анализ результатов работ по борьбе с осложнениями при строительстве нефтяных и газовых скважин показывают, что в этой области накопился ряд негативных явлений и тенденций, существенно тормозящих их дальнейшее развитие.

В теории гидроизоляции поглощающих и газонефтеводопроявляющих пластов недостаточно изучены механизмы снижения проницаемости природных пород-коллекторов с различными фильтрационными характеристиками, режимы гидромеханического воздействия применяемых методов на приствольную и призабойную зоны проницаемых пород, а также физико-химические процессы формирования гидроизолирующих приствольных экранов в проницаемых средах.

На практике такое положение приводит к произвольному выбору исполнителями работ методов борьбы с поглощениями, типа и технологических свойств тампонажных растворов, режимов изоляции. Причем все это производится без учета фильтрационных характеристик изолируемых объектов, механизмов и режимов изоляции поглощающих пластов, обоснования технологических схем изоляционных операций. Закономерный результат – низкое качество и эффективность изоляционных работ.

Не способствует совершенствованию технологии изоляционных работ острый дефицит информационного обеспечения по оценке гидродинамического поведения осложнений скважины, геолого-физических и фильтрационных характеристик поглощающих и проявляющих пластов. С одной стороны, это связано с малыми объемами применения гидродинамических методов исследования скважин и пластов. С другой – недостаточно эффективное использование результатов исследований в технологических расчетах при борьбе с осложнениями. Оба отмеченных обстоятельства самым негативным образом отражаются на качестве и технико-экономических показателях изоляционных работ.

И, наконец, третьим фактором, свидетельствующим о низком уровне развития технологии изоляционных работ в сложных гидродинамических условиях, является неудовлетворительный контроль и управление технологическим процессом снижения проницаемости приствольной и призабойной зон изолируемых флюидонасыщенных пластов, от которого зависит эффективность реализации механизмов воздействия на проницаемые среды.

Таким образом, из краткой аналитической оценки современного состояния технологии борьбы с осложнениями вытекает один основополагающий вывод:

Весь комплекс работ по подготовке и производству изоляционных операций отличает бессистемность теоретических, методических подходов и технологических решений, слабая организация и неупорядоченность процессов гидромеханического воздействия на проницаемые объекты, неадекватно отражающих геолого-технические условия производства изоляционных работ и гидродинамические характеристики поглощающих пластов.

В связи с отмеченным, в работе особое внимание уделено технологическому значению методов оперативного контроля технического состояния ствола скважины и уточнению требований к методам регулирования его фильтрационно-прочностных характеристик.

Известно, что основной особенностью гидравлических условий бурения скважин является нестационарность технического состояния ствола (проницаемость и неустойчивость стенок) и гидравлических процессов бурения (виброволновой характер циркуляции жидкости). Хаотичный виброволновой режим циркуляции жидкости с размахом амплитудных колебаний давления до 10 МПа в сочетании с изменяющимися составом и свойствами массива горных пород неизбежно приводят к различного рода нарушениям буровых технологий. Это, в первую очередь, поглощения, газонефтеводопроявления, обвалообразования и гидроразрыв горных пород. Широко применяемые на практике приемы стабилизации технологических процессов бурения (регулирование подачи насосов, плотности и реологических характеристик буровых растворов, ввод закупоривающих наполнителей и др.) отличает низкое качество работ и ограниченная область эффективного применения.

Вообще следует отметить, что принятый в отечественной и зарубежной практике принцип поддержания гидравлического равновесия в процессе бурения скважин требует на его реализацию повышенных затрат средств и времени, с одной стороны, и не отличается высокой надежностью (особенно в аномальных геолого-технических условиях), с другой. Более того, использование этого принципа приводит к состоянию неустойчивого гидравлического равновесия в скважине, контроль которого и регулирование в условиях нестационарного виброволнового взаимодействия технологических жидкостей и массива горных пород представляется более, чем сложным. Все отмеченное подтверждает тезис о превалирующем влиянии методов контроля и регулирования технического состояния ствола на эффективность технологических процессов бурения и заканчивания скважин.

В связи с этим, основываясь на системных принципах и промысловом опыте, нами сформулированы основные технологические требования к методам оперативного контроля и регулирования фильтрационно-прочностных характеристик ствола в процессе бурения скважин, приводимые ниже.

1. Технология гидромеханического упрочнения ствола.

Предназначена для формирования герметичного, изолированного от комплекса флюидонасыщенных пластов и склонных к гидроразрыву горных пород ствола с градиентом давления, близкого к градиенту горного давления.

Технологическое требование – изоляция комплекса проницаемых и неустойчивых горных пород от активного гидравлического и физико-химического взаимодействия с технологическими жидкостями на всех этапах строительства скважин.

2. Экспресс-испытания ствола гидромеханическим давлением.

Метод предназначен для промысловой оценки технической подготовленности ствола к стабилизации технологических процессов бурения и заканчивания скважин.

Технологическое требование – определение фильтрационно-прочностных характеристик ствола, достаточных для стабилизации технологических процессов при строительстве скважин.

3. Оперативный контроль и регулирование режимов гидроизоляции проницаемых стенок ствола скважины.

Назначение метода – реализация механизма воздействия на проницаемые среды в процессе изоляции.

Технологические требования – совместимость с процессом бурения и адекватность фильтрационным характеристикам флюидонасыщенных пластов.

Выполнение этих требований приводит к нелинейному росту как промежуточных, так и конечных показателей качества и эффективности буровых работ, т. е. к переходу на более высокий уровень их развития. Достигается это в результате совершенствования организации и управления буровыми технологическими процессами.

Большое внимание в работе уделено развитию в технологии борьбы с поглощениями системных решений. На примере иерархической схемы «скважина – поглощающий пласт» рассмотрены основные части и комплекс элементов этой системы, их взаимосвязь и взаимозависимость (рис. 1 и 2). Такой научно-методический подход позволяет выявить и эффективно использовать в технологии изоляционных работ внутрисистемные эффекты (в нашем случае – механизмы снижения проницаемости поглощающих и флюидопроявляющих пластов). Причем функциональные связи (прямые и обратные на рис. 2) основных частей системы и комплекса ее элементов подчинены решению главной задачи – эффективной реализации механизма гидроизоляции анизотропных проницаемых пород. Понятно, что каждому механизму снижения проницаемости пород-коллекторов будут соответствовать только ему присущие параметры технологического процесса – режимы гидромеханического воздействия, изолирующие свойства тампонажных растворов и время, необходимое для изоляции проницаемого объекта.

 Схема взаимосвязи комплекса элементовгеолого-технической системы-0


 Схема взаимосвязи комплекса элементовгеолого-технической системы «скважина n-2

Рис. 2. Схема взаимосвязи комплекса элементов
геолого-технической системы «скважина n пластов»

Как показывает обзор публикаций за последние 5–7 лет, в области борьбы с осложнениями недопустимо мало внимания уделяется механизмам изоляции проницаемых пород и способам их реализации в промысловой практике. Тогда как результаты промысловых исследований показывают, что механизмы снижения проницаемости поглощающих и газонефтеводопроявляющих пластов являются технологической основой всех работ по борьбе с осложнениями. Далее рассматриваются основные механизмы изоляции проницаемых пород и области их эффективного применения.

Механизм коагуляционного структурообразования большинства нетвердеющих тампонажных растворов с использованием химреагентов различен и определяется, прежде всего, природой взаимодействующих фаз дисперсных систем, и условиями, в которых этот процесс протекает. Большинство нетвердеющих тампонажных растворов на основе глин и полимеров являются агрегативно неустойчивыми. Избыток в этих системах поверхностей энергии активизирует процесс самопроизвольного укрупнения дисперсных частиц глины – коагуляции. Образуется объемная структура с равномерно распределенной в ней дисперсной фазой. Явление коагуляции в гетерогенных системах связано с процессами адгезионного взаимодействия частиц глины между собой и макроповерхностями. Основными технологическими характеристиками глинистых суспензий являются объемные свойства структурированных систем – вязкость, пластичность и упругость. Регулирование исходных значений вязкости, динамического и статического напряжения сдвига, пластической прочности обеспечивают высокие закупоривающие свойства нетвердеющих растворов и паст.

Влияние этих реологических характеристик на гидравлические сопротивления при движении раствора в проницаемых каналах различно и зависит от их раскрытости и протяженности, а также подачи насосов. Разумеется, чем меньше раскрытость трещин, тем большее влияние на гидравлические сопротивления в призабойной зоне пласта в процессе нагнетания оказывает вязкость суспензии. С увеличением раскрытости трещин возрастает роль динамического напряжения сдвига и пластической прочности. Повышение расхода нагнетания и радиуса проникновения глинистого раствора при низких и средних раскрытостях трещин приводит к росту гидравлических сопротивлений. В условиях покоя гидравлические сопротивления структурированных растворов при сдвиге определяются предельным статическим напряжением сдвига и скоростью формирования структуры (тиксотропия).

Структурирование тиксотропных растворов и смесей с образованием в их объеме пространственной решетки интенсифицируется повышением дисперсности коллоидных частиц и концентрации твердой фазы. С одной стороны это увеличивает суммарную поверхность активного взаимодействия глинистых частиц с водой за счет роста суммарного количества гидратированных ионов вблизи этих поверхностей. С другой – уменьшение расстояния между частицами глины приводит к росту сил молекулярного притяжения и отталкивания. Поэтому использование в этих системах некоторых химических реагентов позволяет регулировать скорость коагуляционных процессов пластичных и тиксотропных растворов и их адгезионные свойства.

Таким образом, основная роль в механизме гидроизоляции каналов фильтрации принадлежит структурно-механическим свойствам глинистых паст и паст-пробок, основными технологическими характеристиками которых являются:

• высокая проникающая способность в трещины различной раскрытости;

• повышенная водоотдача растворов, приводящая к интенсивному росту структурно-механических свойств паст и паст-пробок;

• высокая концентрация твердой фазы, улучшающая закупоривающие свойства тампонажных паст.

Механизм обезвоживания твердеющих смесей, интенсифицирующий процессы коагуляционного и кристаллизационного структурообразования тампонажных растворов при нагнетании их в прискважинную зону поглощающих пород. Интенсификация процесса водоотделения из раствора несвязанной с твердой фазой воды затворения наступает при перепадах давления нагнетания (на радиусе проникновения тампонажного раствора) равных или более 3,0 МПа. Этот процесс сопровождается ростом исходной пластической вязкости цементного раствора в 4–6 раз, предельного напряжения сдвига в 6–7,5 раз, сокращением времени начала схватывания в 2 раза, а конца схватывания – в 1,3–1,55 раза (табл. 3).

Таблица 3

Зависимость тампонажно-технических свойств

цементного раствора-камня от водоцементного отношения

Водоцементное
отношение,
В/Ц
Растекаемость,
см
Плотность,
кг/м3
Пластическая вязкость,
Па с
Напряжение сдвига, Па Время схватывания,
час–-мин
Предел прочности,
МПа
начало конец при изгибе при сжатии
0,50 22 1830 0,10 300 6–19 2–06 2,22 4,5
0,45 20 1880 0,12 5–05 2–05 2,63 7,5
0,40 15 1950 0,26 800 4–12 1–45 3,50 11,0
0,35 12 2030 0,60 1750 3–20 1–33 4,60 18,3


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.