- •Предупреждение и ликвидация газонефтеводопроявлений
- •Содержание
- •Глава 1. Физические понятия, необходимые для управления проявлениями пластовых флюидов 7
- •Глава 2. Поровое давление и давление гидроразрыва конструкция скважины 18
- •Глава 3. Гидростатический барьер. Предупреждение притока пластового флюида 58
- •Глава 4. Ликвидация проявлений пластовых флюидов 73
- •Давление повышается по мере увеличения глубины
- •1.1.2 Принцип сообщающихся сосудов. U-образная труба
- •Глава 1. Физические понятия, необходимые для управления проявлениями пластовых флюидов
- •1.1 Гидростатика
- •1.1.1 Основной закон гидростатики
- •1.2 Гидродинамика
- •1.2.1 Потери давления
- •1.2.2 Гидродинамика
- •1.2.2.1 Прямая циркуляция без использования штуцера
- •1.2.2.2 Прямая циркуляция с использованием штуцера
- •1.2.2.3 Обратная циркуляция
- •1.3 Газовые законы
- •1.3.1 Идеальные газы
- •1.3.2 Реальные газы
- •Глава 2. Поровое давление и давление гидроразрыва конструкция скважины
- •2.1 Геостатическое давление
- •2.2 Поровое давление
- •2.2.1 Связь между поровым давлением и геостатическим давлением. Понятие “эффективное напряжение”
- •2.2.2 Нормальное поровое давление
- •2.2.3 Аномальные поровые давления
- •2.2.3.1 Непроницаемые перегородки
- •2.2.3.2 Явления, вызывающие давления
- •2.2.3.3 Заключение относительно природы аномальных давлений
- •2.3 Индикаторы изменения порового давления
- •2.3.1 Информация, имеющаяся до бурения
- •2.3.1.1 Геологические изыскания
- •2.3.1.2 Геофизические методы
- •2.3.1.3 Информация о соседних скважинах
- •2.3.2 Индикаторы, получаемые во время буровых работ
- •2.3.2.1 Оперативные индикаторы
- •2.3.2.2 Отсроченные индикаторы
- •2.3.3 Каротаж и измерения в процессе бурения и отсроченные каротажные диаграммы
- •2.3.3.1 Гамма-каротаж
- •2.3.3.2 Приборы для измерения сопротивления и индукции
- •2.3.3.3 Акустический каротаж
- •2.3.3.4 Плотностной каротаж
- •2.3.3.5 Нейтронный каротаж
- •2.3.3.6 Термометрия
- •2.3.4 Заключение
- •2.4 Давление гидроразрыва
- •2.5 Оценка порового давления и давления гидроразрыва
- •2.5.1 Поровое давление
- •2.5.2 Давление гидроразрыва. Испытание вскрытой зоны на приемистость
- •2.5.2.1 Диаграмма гидроразрыва и интерпретация кривой давления
- •2.5.2.2 Процедура проведения испытания на приемистость
- •2.6 Конструкция скважины
- •2.6.1 Назначение различных обсадных колонн
- •2.6.2 Понятие допустимого и максимального давлений притока
- •Глава 3. Гидростатический барьер. Предупреждение притока пластового флюида
- •3.1 Причины притока пластового флюида
- •3.1.1 Повышение порового давления
- •3.1.2 Уменьшение давления в скважине за счет бурового раствора
- •3.1.2.1 Уменьшение плотности бурового раствора
- •3.1.2.2 Уменьшение высоты столба бурового раствора
- •3.1.2.3 Исчезновение потерь давления при остановке циркуляции
- •3.1.3 Поршневание
- •3.2 Признаки потери первичного управления скважиной
- •3.2.1 Признаки опасности проявления пластового флюида
- •3.2.2 Истинные признаки проявления пластового флюида.
- •3.3 Меры предосторожности для сохранения первичного управления скважиной и обнаружения поглощений
- •3.3.1 При спуско-подъёмных операциях для смены долота
- •3.3.1.2 Во время спо
- •3.3.2 При бурении
- •3.3.3 При специальных операциях
- •3.3.4 Особые случаи поглощений
- •3.4 Подготовка бригад
- •3.5 Специфические проблемы плавучих средств Дополнительные причины потери первичного управления скважиной
- •Глава 4. Ликвидация проявлений пластовых флюидов
- •4.1 Общие принципы
- •4.2 Закрытие скважины
- •4.2.1. При установившемся состоянии скважины
- •4.2.2 Если в скважине есть поглощение
- •4.2.3. Если скважина переливает
- •4.2.3.1 Процедура плавного закрытия скважины
- •4.2.3.2 Процедура резкого закрытия скважины
- •4.2.3.3 Сравнение двух методов
- •4.2.3.4 Заключение
- •4.3 Наблюдение за давлениями закрытой скважины
- •4.3.1 Период наблюдения за давлениями на устье скважины
- •4.3.2 Снятие показаний и сопоставление давлений на устье скважины
- •4.3.3 Оценка риска гидроразрыва при закрытии скважины
- •4.3.4 Первые расчеты после возникновения проявления флюида
- •4.3.4.1 Пластовое давление
- •4.3.4.2 Требуемая плотность раствора
- •4.3.4.3 Измерение рбкl в случае наличия обратного клапана в колонне труб
- •4.3.4.4 Оценка плотности пластового флюида
- •4.3.4.5 Скорость миграции
- •4.3.4.6 Формулы утяжеления раствора
- •4.4 Управление гидроразрывом
- •4.4.1 Изменение давления в слабой зоне
- •4.4.2 Особые ситуации
- •4.4.2.2 Случай близости ркпl к допустимому давлению [р]кп гдрз - незначительный запас безопасности
- •4.4.3 Надежность этих соображений
- •4.4.4 Параметры, связанные с прочностью обсадной колонны и пласта
- •4.4.5 Определение запаса безопасности ррепрес
- •4.5 Основной принцип управления скважиной
- •4.5.1 Основы создания забойного давления рзаб
- •4.5.2 Основы управления забойным давлением рзаб
- •4.5.3 Приемы управления флюидопроявлением
- •4.5.4 Определение производительности насоса Qглуш для управления скважиной
- •4.5.5 Различные методы управления скважиной, когда долото у забоя скважины
- •4.5.5.1 Метод бурильщика
- •Принцип и процедура
- •4.5.5.2 Метод ожидания и утяжеления или утяжеления за один цикл
- •4.5.5.3 Сравнение методов
- •4.5.6. Инструкции для бурильщика
- •4.6. Осложнения
- •4.6.1 Долото на забое, циркуляция невозможна, нет клапана: классический метод стравливания
- •4.6.2 Стравливание с измерением объёмов
- •4.6.3 Поэтапное замещение газа под пво раствором
- •4.6.4 Задавливание скважины “в лоб”
- •4.6.5 Газ на небольшой глубине
- •4.6.3.1 Обнаружение газа на небольшой глубине
- •4.6.3.2 Общие рекомендации по бурению в этих зонах
- •4.6.6 Изменение производительности насоса в процессе управления скважиной
- •4.6.7 Изменение pбк в процессе нагнетания бурового раствора требуемой плотности ут.Бр в бурильные трубы
- •4.6.8 Подход к управлению давлением ргдрз в случае слабой зоны у башмака
- •4.6.9 Утяжеление раствора за несколько циклов
- •4.7 Проявления в процессе спо
- •4.7.1 Причины притока пластового флюида (см. Главу 3)
- •4.7.2. Пути решения проблемы
- •4.7.3 Спуск колонны труб в скважину под давлением
4.2.3.2 Процедура резкого закрытия скважины
Для этого метода дроссель (штуцер) должен быть закрыт в ходе операций бурения. Положение задвижек дроссельной линии и манифольда должно обеспечить наличие полностью открытой схемы, кроме дросселя (закрыт) и коренной боковой задвижки (закрыта) на дроссельной линии.
Процедура:
а) Закрыть превентор
б) Открыть коренную задвижку
в) Проследить изменение ркп и рбк в течение около 15 минут, за которые состояние залежи восстановится и давления стабилизируются.
Некоторые добывающие компании и буровые подрядчики используют другие термины, в зависимости от типа превентора, применяемого при закрытии скважины. Они называют:
процедурой резкого закрытия процедуру закрытия превентора с трубными плашками,
процедурой быстрого закрытия процедуру закрытия универсального превентора.
На уровне API это различие пока не признано.
4.2.3.3 Сравнение двух методов
Хотя процедура плавного закрытия дольше процедуры резкого закрытия, так как первый метод требует больше манипуляций, обычно он более успешно позволяет управлять давлением в кольцевом пространстве. Второй метод быстрее, но область его применения может оказаться ограниченной.
4.2.3.4 Заключение
Выбор метода закрытия скважины осуществляется:
а) до начала текущего этапа строительства скважины,
б) по согласованию между добывающей компанией и буровым подрядчиком
4.3 Наблюдение за давлениями закрытой скважины
4.3.1 Период наблюдения за давлениями на устье скважины
Инструкции бурильщика предполагают наблюдения за давлениями на устье скважины в течение около 15 минут.
Речь идет о среднем времени. В период наблюдения происходят следующие явления.
За период перед закрытием скважины продуктивный пласт истощается в околоствольной зоне скважины. Он повторно сжимается и сжимает буровой раствор скважины после закрытия, вызывая повышение давлений на устье скважины, причем это происходит быстрее, если этот пласт проницаем и мало загрязнен. Повышение давления сопоставимо с приростом давления в процессе испытания пластов испытателем на бурильной колонне (но интерпретировать эту кривую с количественной точки зрения невозможно: режим не установившийся, измерения делаются на поверхности, велико влияние вместимости скважины и т.д.).
В присутствии газированного пластового флюида повторное сжатие сопровождается медленным повышением давления вследствие миграции газа в кольцевом пространстве (миграция вызывается различиями в плотности между буровым раствором и газом).
На рис. 4.1 показано изменение этих давлений в случае притока пластового газа. Важно зарегистрировать это изменение, как только скважина будет закрыта после проявления пластового флюида. Манометры, используемые для регистрации этих давлений, служат во время циркуляции поступающего пластового флюида, то есть представляют собой манометры пульта дистанционного управления дросселей.
4.3.2 Снятие показаний и сопоставление давлений на устье скважины
В конце периода наблюдения соответствующие значения ркп1 и рбк1 регистрируются. Повышение давления на устье вследствие миграции пластового газа не должно учитываться для оценки ркп1 и рбк1 .
Если пласт имеет низкую проницаемость и дает газ, повышение давления вследствие миграции накладывается на повышение давления в результате повторного сжатия залежи и сжатия флюида скважины. В этом случае определение правильных значений стабилизированных давлений ркп1 и рбк1 может оказаться затруднительным.
Рис. 4.1. Изменение давления в бурильных трубах на устье в период закрытия
скважины (случай притока газа из пласта и породы с хорошей проницаемостью)
Вообще говоря, рекомендуется ограничить время наблюдения периодом продолжительностью около двадцати минут (если пластовый флюид газ).
Примечание: Если в буровой нет самописца для регистрации давлений на устье, за изменениями должен следить бурильщик. Если нет возможности считывания рбкl (наличие клапана в колонне труб), следует следить только за изменением давления в кольцевом пространстве (см. параграф 4.3.4.3).
Поскольку бурильная колонна заполнена буровым раствором с плотностью 1, высота гидростатического столба в бурильной колонне предполагается точно известной. Напротив, высоту гидростатического столба в кольцевом пространстве труднее оценить и она зависит от следующих факторов:
высота пластового флюида (то есть увеличение объема в приёмной ёмкости и положение пластового флюида в кольцевом пространстве в рассматриваемый момент),
плотность пластового флюида,
его диспергирование и возможное растворение в буровом растворе,
плотность бурового раствора в кольцевом пространстве (утяжеление вследствие наличия бурового шлама).
Таким образом, можно сказать только, что, если гидростатическое давление столба раствора в бурильных трубах превышает гидростатическое давление столба в кольцевом пространстве (наиболее частый случай), то имеем:
рбк1 ркпl
В зависимости от величины приращения объема в приемной емкости, разница между рбкl и ркпl может дать указания на природу пластового флюида (вода, нефть, газ).
Рис. 4.2. Равновесие давлений при закрытой скважине
