10.7. Особливості розкриття об’єктів з аномальними пластовими тисками

В більшості свердловин буріння ведеться при позитивному перепаді тисків і для запобігання погіршення колекторських властивостей продуктивного пласта необхідно використовувати промивні рідини, які б не забруднювали пласт.

10.7.1. Розкриття продуктивних пластів з аномально низьким пластовим тиском

Приплив пластової рідини в свердловину під час її освоєння проходить за рахунок різниці між пластовим тиском ( ) на контурі живлення і вибійним тиском в свердловині ( ), а при розкритті пластів бурінням з АНПТ виникає небезпека, що під впливом позитивного диференціального тиску може статися проникнення на велику відстань углиб пласта не тільки фільтрату, але і поглинання самої промивної рідини.

Отже, при розкритті пластів бурінням в умовах АНПТ з про­миванням свердловини глинистими розчинами та іншими рідинами із-за підвищених репресій в більшості випадків проходять:

• необоротні зниження природної проникності гірських порід привибійної зони свердловини (ПЗС);

• втрати циркуляції промивної рідини, які викликають флюїдопрояви із вище розміщених пропластків;

• ускладнення процесу буріння в результаті поглинань, флюїдопроявів, осипань і інших видів, які можуть створити аварійні ситуації;

• додаткові витрати часу, енергії, хімічних реагентів і інших матеріальних ресурсів для ліквідації аварій і ускладнень, які можуть виникати в процесі буріння а також при освоєнні свердловини.

Розкриття газових і газоконденсатних пластів з коефіцієнтом k_а≤0,70 викликає не тільки інтенсивні поглинання, але й необоротні зниження природної проникності гірських порід ПЗС.

Практичний досвід показує, що використання глинистих розчинів при розкритті пластів з АНПТ призводить до зниження дебітів як нафтових так і газових свердловин в порівнянні з свердловинами, де застосовувалися розчини на вуглеводневій або біополімерній основі.

Але, в цілому, використання бурових розчинів як на водній, так і на вуглеводневій основі не рішає проблеми якісного розкриття високопроникних пластів.

Викликати приплив з таких пластів стає неможливим, але уникнути головної причини поглинань можна зменшенням диференціального тиску до нуля, тобто необхідно підтримувати рівновагу між тиском в свердловині і пластовим тиском (збалансоване буріння) або навіть створити від’ємний диференціальний тиск.

Перехід на використовування спеціальних промивних рідин або способів розкриття продуктивних пластів проводиться у випадках виникнення катастрофічних поглинань. Для розкриття пластів в цих умовах використовуються пінні системи і газоподібні промивні агенти:

• піна, аерована рідина;

• природний газ, азот, вихлопні гази двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ);

• туман (двокомпонентна система, яка складається з газу і краплинної рідини, що містить, як правило, поверхнево-активні речовини (ПАР) і інгібітор корозії).

• Диференціальний тиск зменшують за рахунок застосування легких промивних рідин або газів. Якщо коефіцієнт аномальності пластового тиску менший за одиницю, але близький до неї ( ), то рівновагу тисків можна забезпечити використанням рідин на вуглеводневій основі. Якщо , то для підтримки рівноваги тисків можуть бути використані аеровані розчини і піни. При дуже низьких пластових тисках ( ) в сприятливих умовах розкриття продуктивних пластів можна проводити з використанням газоподібних агентів або способу буріння з місцевим промиванням.

Слід відзначити, що навіть рівновага тисків не виключає ймовірності попадання фільтрату промивної рідини в пласт, хоча і в меншій кількості. Тому вимоги до промивної рідини для розкриття продуктивних пластів залишаються незмінними (див. розд. 10.5).

Найбільш складними з точки зору якісного розкриття продуктивної зони є умови, коли величина пластового тиску нижча від гідростатичного.

Для підтримання рівноваги тисків, як уже зазначалося, можна знизити густину промивної рідини шляхом її аерації, підключивши компресор до напірної лінії циркуляційної системи бурової. Підтримання рівноваги тисків найпростіше можна досягнути зміною ступеня аерації (відношення об’ємної витрати газу до об’ємної витрати рідини).

Однак застосування аерованої рідини на водній основі, навіть обробленої ПАР, не дозволяє уникнути забруднення пласта фільтратом.

Від’ємного диференціального тиску на пласт можна досягти шляхом зниження рівня рідини в свердловині, що реалізується при роторному способі буріння з місцевим промиванням або при бурінні з допомогою електробура на кабелі. З тією ж метою можна використати ударне буріння або циркуляційну систему з подвійною концентричною бурильною колоною – ерліфтом [2]. По внутрішньому каналу подвійної бурильної колони подається промивна рідина, а по кільцевому – повітря. Нижня частина подвійної колони приєднується до звичайної бурильної колони, по якій промивна рідина продовжує рух вниз, а повітря в цьому місці виходить в свердловину і аерує промивну рідину, яка рухається від вибою. Тиск у свердловині може регулюватися двома параметрами: глибиною спуску подвійної бурильної колони або ступенем аерації.

Для розкриття продуктивних об’єктів з пластовими тисками, коефіцієнт аномальності яких знаходиться в межах 0,4-1,0, можна застосувати піни.

• Піни мають властивості, які надають їм перевагу перед усіма промивними рідинами на водній основі, а саме:

– запобігання проникнення фільтрату в пласт за рахунок заклинювання пухирців піни в порових каналах;

– забезпечення виносу вибуреної породи через високу несучу здатність піни;

– можливість досягнення малої густини та її зміни в широкому діапазоні.

Завдяки цим властивостям піни знаходять все більше застосування при розкритті нестійких пластів з аномально низьким тиском. Піна забезпечує також розкриття пластів з аномально низьким тиском при водопроявах.

• Застосування газоподібних агентів. Вперше у світовій практиці повітря для продування свердловин було застосовано на Бориславському родовищі в 1918 році. Газоподібні агенти можуть застосовуватися лише при розкритті пластів з дуже низькими коефіцієнтами аномальності пластового тиску, а також пластів з низькою проникністю і відсутністю або незначними водопроявами. Слід також враховувати, що повітря з природним газом утворює вибухонебезпечні суміші. Але там, де можливо використати газоподібні агенти, в повній мірі проявляються їхні численні переваги, основними з яких є:

– відсутність забруднення привибійної зони свердловини (коефіцієнт відновлення проникності 1,0);

– зростання механічної швидкості буріння і ресурсу роботи доліт;

– виключення ймовірності поглинань в продуктивні пласти навіть з дуже низькими аномальними пластовими тисками;

– підвищення якості результатів дослідження пластів, що розбурюються;

– створення сприятливих умов для виклику припливу нафти;

– низька вартість.

Однак при бурінні свердловини з продуванням виникають ускладнення (утворення сальників, пробок), особливо коли інтенсивність припливу води перевищує 0,3 м³/год. За таких умов буріння стає неможливим, якщо не додавати піноутворюючі агенти.

З використанням пін можна досягнути ефективного очищення свердловини з припливом води до 30 м³/год.

При бурінні з продуванням газом устя свердловини герметизують превенторами, а потік з пиловидним шламом, що виходить з свердловини, відводиться по трубах на відстань не менше як 50 м.

• Розкриття пластів багатовибійними і горизонтальними свердловинами. Розробка малопроникних пластів з аномально низьким тиском і великою в’язкістю нафти, виснажених після тривалої експлуатації стає нерентабельною. Для збільшення продуктивності свердловин до економічно прийнятного рівня необхідно, щоб вони мали значно більшу, ніж звичайні свердловини, довжину в продуктивному пласті, тобто мали б більшу зону дренування і більшу поверхню фільтрації. Це можна досягнути шляхом буріння багатовибійних і горизонтальних свердловин.

Особливо доцільно розробляти таким способом пласти з вертикально-розвиненою тріщинуватістю і з неоднорідною пористістю.