4.5.5.2 Метод ожидания и утяжеления или утяжеления за один цикл

Широко распространенный классический метод состоит в ожидании, пока утяжеленный буровой раствор плотностью _{ут бр} будет готов, и последующем его нагнетании. Пластовый флюид будет вымываться во время закачивания бурового раствора плотностью _{ут бр}.

Предположим, как и для метода бурильщика, что:

 пластовый флюид представлен газом,

 расход при циркуляции представляет собой пониженную производительность насоса Q_глуш,

 потери давления р_кп и р_{штуц лин} ничтожно малы и считаются равными нулю,

 работа идет с таким запасом безопасности р_репрес, чтобы р_заб = р_пласт + р_репрес,

 р_бр представляет собой потери давления в барах, полученные в скважине (в бурильных трубах и кольцевом пространстве) при циркуляции бурового раствора плотностью _бр и при пониженной производительности насоса Q_глуш .

а) Ожидание при закрытой скважине

При миграции газа давления в скважине будут повышаться и нужно использовать метод стравливания, если есть опасность гидроразрыва в слабой зоне (см. параграф “Осложнения ”) и для сохранения условия р_заб = р_пласт + р_репрес.

б) Возобновление циркуляции

Принцип и процедура:

Они в точности соответствуют методу бурильщика, см. параграф 5.3.1.

в) Нагнетание бурового раствора требуемой плотности _{ут бр}

Как и в методе бурильщика, оно разделяется на два различных этапа:

 закачивание бурового раствора плотностью _{ут бр} в бурильную колонну,

 подъем бурового раствора плотностью _{ут бр} в кольцевом пространстве.

Рис. 4.17 Метод бурильщика на суше или на стационарной платформе

Закачивание бурового раствора плотностью _{ут бр} в бурильную колонну

Основной принцип:

При изменении гидростатического давления в кольцевом пространстве, поскольку мы находимся на этапе удаления газа, давление в кольцевом пространстве не может служить для управления р_заб, и давление нагнетания будет величиной, контролируемой по специальным графикам.

Процедура:

В процессе возобновления циркуляции устанавливают величину р_нач1, которая соответствует р_заб = р_пласт + р_репрес,

 Бурильщик должен поддерживать Q_глуш постоянным.

 Оператор должен вести дросселирование для сохранения давления нагнетания в соответствии с диаграммой «р_{нач 1} - р_кон» до достижения буровым раствором

_{ут бр} долота.

Вывод: Закачивание утяжеленного бурового раствора в бурильные трубы осуществляется при постоянном расходе с давлением нагнетания, которое должно соответствовать диаграмме «р_{нач 1} - р_кон» в зависимости от числа ходов насоса.

Внимание: Начало отсчета числа ходов соответствует моменту, когда буровой раствор плотностью _{ут бр} находится в ведущей трубе.

Рис. 4.18 Нагнетание бурового раствора плотностью _{ут бр} в бурильные трубы

Подъем бурового раствора в кольцевом пространстве

Принцип:

Гидростатическое давление в кольцевом пространстве вначале меняется в связи с наличием газа и утяжеленного бурового раствора, а затем только за счет _{ут бр}, и поэтому давление нагнетания здесь будет служить контролируемой величиной.

Процедура:

В точности соответствует процедуре, использованной в методе бурильщика.

 Бурильщик должен сохранять постоянную величину Q_глуш.

 Оператор на дросселе должен поддерживать постоянную величину р_кон до выхода на поверхность утяжеленного бурового раствора.

Вывод: Подъем утяжеленного бурового раствора в кольцевом пространстве осуществляется при постоянном расходе и постоянном давлении нагнетания, равном р_кон.

Давление в кольцевом пространстве р_кп:

Напомним:

В методе бурильщика давление в КП (необходимое для получения р_заб!) меняется по трем различным закономерностям в зависимости от присутствующих в кольцевом пространстве флюидов:

 при вымывании газа  оно увеличивается и затем снижается

 при подаче бурового раствора плотностью _{ут бр} в бурильные трубы  остается неизменным

 при подаче бурового раствора плотностью _{ут бр} в кольцевое пространство  уменьшается

В методе ожидания и утяжеления давление в кольцевом пространстве также меняется в три этапа, но несколько иначе, так как в данном случае мы будем иметь газ и утяжеленный буровой раствор.

Рис. 4.19. Подъем бурового раствора плотностью _{ут бр} в кольцевом пространстве

Рассмотрим изменения р_кп:

 при подъеме газа без бурового раствора плотностью _{ут бр} в кольцевом пространстве

 при подъеме газа с буровым раствором плотностью _{ут бр} в кольцевом пространстве

 при закачивании бурового раствора плотностью _{ут бр} в кольцевое пространство

Подъем газа без бурового раствора плотностью _{ут бр} в кольцевом пространстве

Давление в кольцевом пространстве будет меняться так же, как в методе бурильщика, что излагалось в параграфе 4.5.5.2 а).

Подъем газа с буровым раствором плотностью _{ут бр} в кольцевом пространстве

Утяжеленный буровой раствор, поднимаясь в кольцевом пространстве, повышает гидростатическое давление, то есть частично компенсирует снижение гидростатического давления в результате увеличения объема все еще имеющегося газа.

Соответственно оператор на дросселе должен обеспечить меньшее давление на устье кольцевого пространства, чтобы сохранить постоянную величину р_заб, чем в методе бурильщика, и это уменьшение давления может оказаться значительным в некоторых случаях проявления газа на больших глубинах и под высоким давлением.

В частности, когда газ будет под ПВО, мы получим меньшие давления, чем ожидаемые в методе бурильщика.

Нагнетание бурового раствора плотностью _{ут бр} в кольцевое пространство

Мы получим в точности ту же ситуацию, что и методе бурильщика, то есть, здесь также практически видно, что давление в кольцевом пространстве снижается, когда буровой раствор плотностью _{ут бр} поднимается в кольцевом пространстве до достижения нулевой отметки (_{ут бр} на поверхности).

Вывод: По сравнению с методом бурильщика, давление в кольцевом пространстве будет меняться таким же образом на 1-м этапе, но затем будет менее высоким с появлением бурового раствора плотностью _{ут бр} в кольцевом пространстве. Ни в какой момент оно не будет постоянным.

г) Обобщение метода ожидания и утяжеления

Ожидание при закрытой скважине:

 Стравливание при необходимости (см. параграф “Осложнения”)

Возобновление циркуляции:

 Медленный и постепенный запуск насоса бурильщиком до расхода Q_глуш, оператор на дросселе сохраняет р_кп1 + р_репрес

 При режиме насоса Q_глуш считывать значение давления нагнетания р_нач1 и сравнивать его с расчетным теоретическим давлением р_нач1 = р_бр + р_бк1 + р_репрес,

Нагнетание бурового раствора плотностью _{ут бр} в бурильную колонну:

 Бурильщик должен сохранять постоянную величину подачи Q_глуш.

 Оператор на дросселе должен поддерживать величину р_нагн согласно диаграмме давление / число ходов насоса до подхода утяжеленного бурового _{ут бр} раствора к долоту.

p _кон постоянно в бурильных трубах на устье до выхода утяжеленного бурового раствора плотностью _{ут бр} на поверхность.

Возможные операции закрытия и остановки:

 Бурильщик уменьшает расход Q_глуш, а оператор осуществляет дросселирование до полного закрытия, чтобы сохранить постоянное давление в кольцевом пространстве.

Закрытие после достижения утяжеленным буровым раствором поверхности: давление в бурильных трубах = давление в кольцевом пространстве = 0.