2.3.3.6 Термометрия
Средство измерения температуры бурового раствора в скважине. Теоретически оно позволяет определить изменения геотермического градиента. Однако, даже через несколько часов после остановки циркуляции температура бурового раствора в скважине не отражает в точности температуру породы. Тем не менее, этот метод позволяет обеспечить лучший контроль изменения геотермического градиента, чем в случае измерения температур на поверхности в процессе циркуляции.
2.3.4 Заключение
Опыт показывает, что надежность различных индикаторов изменения порового давления, в зависимости от региона весьма непостоянна. Чаще всего сигнал не ясен, поскольку он не отвечает на два важных вопроса :
каково значение аномалии давления?
сколько метров она будет продолжаться?
Не следует ограничиваться использованием одного индикатора, их все надлежит учитывать и обрабатывать (особенно, в разведке). Следует помнить, что аномалии порового давления могут отличаться “взрывным” характером.
Наиболее надежные индикаторы:
механическая скорость проходки,
“d” экспонента,
газопоказания : газ с забоя и газовые пачки,
трение в скважине : момент при бурении и силы сопротивления при СПО,
диаграммы, полученные с помощью каротажа и измерений в процессе бурения,
плотность глин.
Эффективность этих индикаторов зависит от вида изменения порового давления. Они “эффективны” в случае присутствия переходной зоны, так как изменение давления в порах постепенно. Напротив, в случае идеально герметичной непроницаемой перегородки изменение порового давления внезапно и существует риск получения запоздалой информации.
2.4 Давление гидроразрыва
Если давление флюида (бурового раствора, пластового флюида и т.д.) на породу превышает определенную величину, называемую давлением гидроразрыва пласта, происходит гидроразрыв пласта. Трещины останутся открытыми, если в пласте сохранится давление, равное или превышающее давление распространения трещин. В этой ситуации в породу могут быть введены значительные объемы флюидов.
Порода испытывает действие системы трех главных напряжений. Обычно допускается, что одно из них вертикально и равно геостатическому давлению в рассматриваемой точке. Два других считаются горизонтальными, а их величина зависит от режима локальных тектонических напряжений.
Трещины развиваются в перпендикулярной плоскости, нормальной к самому слабому из главных напряжений на стенке скважины. Они возникают, когда давление на породу превосходит это напряжение (рис. 2.21). Соответствующее эффективное напряжение аннулируется.
Рис.
2.21 Ориентация трещин (1
2
3).
Гидроразрыв представляет собой сложное явление. Величина давления гидроразрыва, представляющая характеристику рассматриваемой породы и вмещающих ее пород, зависит от многих параметров. В частности, это :
величина местных эффективных напряжений.
ориентация скважины относительно системы напряжений. Давление гидроразрыва будет разным в зависимости от азимута и зенитного угла скважины.
термические напряжения на стенке скважины. Они вызываются различием между исходной температурой породы и температурой этой же породы при циркуляции бурового флюида. Повышение температуры увеличивает напряжения и величину давления гидроразрыва (в случае сравнительно твердой породы термическое напряжение достигает порядка 4 бар / оС).
физико-химические напряжения (вызываемые реакцией породы с буровыми флюидами).
прочность связи породы (необходимость применения повышенного давления для разрыва сцементированной породы в первый раз).
анизотропия и проницаемость породы, наличие и качество глинистой корки.
Величина давления гидроразрыва обычно составляет 70-110% величины геостатического давления рассматриваемой стороны.
Примечание: Поскольку геостатический градиент увеличивается вместе с глубиной (см. рис. 2.2), градиент давления гидроразрыва также должен увеличиваться с глубиной. Таким образом, в принципе наиболее уязвимая точка зоны открытого ствола будет наверху этой зоны.
Особый случай бурения на море
На море величина геостатического давления при равной глубине меньше этого давления на суше. Следовательно, давление гидроразрыва будет меньше.
Кроме того, присутствие, иной раз, значительного, слоя воды и воздуха над первыми отложениями уменьшает эквивалентную плотность гидроразрыва. Получается :
ГДРЗ - эквивалентная плотность гидроразрыва,
МВ - плотность морской воды (1,01-1,04),
ргдрз - градиент гидроразрыва по оси Z, выраженный в бар/м от дна моря,
H - глубина моря в метрах,
Z - глубина скважины по вертикали в метрах относительно ротора,
h - высота слоя воздуха (расстояние от ротора до поверхности воды) в метрах.
Влияние толщи воды сказывается в особенности на пласты вблизи от поверхности и может потребовать спуска дополнительных промежуточных колонн.