Выделение зон осложнений и интервалов с несовместимыми условиями бурения. Построение совмещенного графика давлений

Число интервалов, несовместимых по условиям бурения, определяется по совмещенному графику изменения градиентов пластовых (поровых) давлений grad P_ПЛ , МПа/м, давлений гидроразрыва (поглощения) пластов grad P_ГР , МПа/м, прочности и устойчивости пород grad P_УСТ , МПа/м, с глубиной [2, 3-4].

grad Р_{ПЛ z} (2)

grad Р_{ГР z} (3)

grad Р_{УСТ z} (4)

где Р_уст = Р_пл · К_р – давление относительной устойчивости породы, МПа,

Р_пл - пластовое давление на глубине Z, Па,

Р_гр - давление гидроразрыва на глубине Z, Па,

К_р - коэффициент резерва, регламентированный [3].

Для примера рассчитаем градиенты давлений на глубине 675 м.

grad P_пл = МПа/м,

grad P_гр = МПа/м,

grad P_уст = МПа/м,

Р_уст = 6,75 · 10⁶ · 1,1 = 7,43 МПа.

Расчет градиентов для остальных интервалов производится по вышеприведенной методике. Результаты расчетов представлены в таблице 16.

Таблица 16 - Градиенты давлений

По данным таблицы 16 строится совмещенный график изменения градиентов давлений (рисунок 3).

Анализируя график, не было установлено интервалов, несовместимых по условиям бурения. Плотность бурового раствора должна отвечать требованиям: для скважин глубиной до 1200 м гидростатическое давление в скважине, создаваемое столбом промывочной жидкости не должно превышать пластовое давление более чем на 10%, а для скважин более 1200 м превышение должно составлять 5% [2]. Учитывая рекомендации учебного пособия [3] и характерные геологические условия, принимаем следующую конструкцию скважины:

Глубина по вертикали, м	Градиенты давлений, МПа/м · 102	Глубина спуска колонны, м	Плотность бурового раствора ρ, кг/м3
1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1
	grad Pгр						1160-1180
		1060-1080
1120-1140
	1140-1150

Условные обозначения: - цементный раствор, - облегченный цементный раствор,

- буферная жидкость, - буровой раствор.

Рисунок 3 – Совмещенный график изменения градиентов давлений

1 Направление предназначено для предотвращения размыва устья скважины и изоляции верхних водоносных горизонтов. Глубина его спуска - 40 метров, определяется конкретными геолого-техническими условиями месторождения.

2 Глубину спуска кондуктора принимаем 700 метров по вертикали, что будет достаточно для перекрытия зоны интенсивных осыпей, обвалов и изоляции водоносных горизонтов.

3 Эксплуатационная колонна спускается до проектной глубины 1990 м, которая цементируется выше пакера манжетного цементирования (ПДМ-1М), устанавливаемого в кровле продуктивного пласта.

Интервалы цементирования колонн принимаем в соответствии с правилами безопасности [2], согласно которым направление и кондуктор в нефтяных скважинах должны быть зацементированы до устья. В случае крепления эксплуатационной колонны для нефтяной скважины высота подъема тампонажного раствора должна составлять не менее 150 м над кровлей продуктивных горизонтов, а также устройством ступенчатого цементирования или узлом соединения секций обсадных колонн, а также башмаком предыдущей обсадной колонны согласно правилам безопасности [2]. Горизонтальный участок колонны с фильтрами не цементируется.

Результаты расчетов приведены в таблице 17.

Таблица 17 - Совмещенный график давлений

Окончание таблицы 17