Предупреждение поглощений

В связи с тем, что геологическое строение, а следовательно, и характеристики поглощающих горизонтов в разных регионах различны, поэтому и методы предупреждения поглощений специфичны. Однако все они сводятся к обеспечению минимального избыточного давления на поглощающий пласт и предотвращению резких колебаний давления в скважине. Это достигается за счет:

- снижения плотности раствора;

- использования аэрированных растворов;

- уменьшения расхода (скорости восходящего потока) раствора;

- ограничения скорости спуско‑подъемных операций;

- расхаживания инструмента перед пуском насосов и плавного восстановления циркуляции;

- подбора соответствующих КНБК;

- предотвращения образование сальников.

Как отмечалось ранее, поглощение бурового раствора не происходит, если давление в скважине Р_с меньше давления поглощения Р_п. Если циркуляция бурового раствора отсутствует, то давление в скважине равно гидростатическому Р_гс. Отсюда максимальная плотность раствора может быть определена из выражения:

. (8)

Существенное снижение плотности раствора может быть получено за счет его аэрации, что значительно снижает гидростатическое давление в скважине. Одновременно повышаются технико‑экономические показатели, улучшается качество вскрытия продуктивных горизонтов, особенно с АНПД, за счет снижения дифференциального давления. Плотность аэрированных растворов достаточно легко регулируется в пределах от 0,1 до 1 г/см³. Для улучшения выносной способности в жидкую фазу раствора вводится ПАВ, которые препятствуют также укрупнению газовых пузырей. Имеется опыт бурения скважин с использованием так называемых модифицированных пен.

Однако применение аэрированных растворов возможно только в случае, если обвалы стенок скважины и проявления маловероятны. При большой глубине скважины нужно мощные компрессоры. В процессе бурения происходит вспенивание растворов, а эффективных способов гашения пен пока нет. Достаточна сложна дегазация растворов.

В процессе бурения давление в скважине равно сумме гидростатического Р_гс и гидродинамического Р_гд давлений. Поглощения раствора не будет, если соблюдается условие

. (9)

Представив давление поглощения через его градиент G_n, т.е. возрастание давления поглощения на единицу глубины

, (10)

и представив значения Р_гс и Р_гд, можно определить максимальный расход бурового раствора, при котором не происходит поглощение.

. (11)

При спуске инструмента давление в скважине равно сумме гидростатического и динамического Р_д. Поглощение не будет при соблюдении следующего неравенства

. (12)

Подставив значения давлений, можно определить максимально допустимую скорость спуска инструмента

. (13)

При запуске насосов во избежание поглощений должно выполнятся следующее условие

.

Отсюда предельное значение СНС бурового раствора может быть определено по формуле

. (14)

Анализируя формулы (11), (13), (14), можно сделать вывод, что повышение разности Д-d позволяет увеличить значения соответствующих параметров. Следовательно необходимо стремиться к тому, чтобы площадь кольцевого пространства была достаточна велика. Это достигается путем подбора элементов КНБК соответствующего диаметра.

Если в процессе бурения на колонне бурильных труб образуются сальники, то это приводит к возрастанию гидродинамического и динамического давлений, давления страгивания, в результате давление в скважине возрастает, а следовательно, увеличивается вероятность поглощения бурового раствора. Поэтому необходимо принимать все меры по предотвращению сальникообразования.

Ликвидация поглощений

При возникновении поглощений бурового раствора прежде всего необходимо определить способ ликвидации в зависимости от интенсивности поглощения и характера поглощающего горизонта. В настоящее время на практике применяется три способа ликвидации поглощений:

- с использованием наполнителей;

- с помощью тампонажных смесей;

- взрывом.

Общие рекомендации по применению того или иного способа в зависимости от интенсивности поглощения и характеристики поглощающего пласта сводятся к следующим.

В поглощающих горизонтах, представленных пористыми и трещиноватыми с небольшим раскрытием трещин горными породами, и при частичном поглощении предпочтительнее применение различных наполнителей бурового раствора.

При полных поглощениях большой интенсивности в трещиноватых породах, склонных к осыпям и обвалом, рекомендуется использовать различные тампонажные смеси.

При катастрофических поглощениях, когда другие методы малоэффективны, может быть использован взрыв.

На практике возможно сочетание различных из этих методов. Так, например, в поглощающий горизонт сначала намывается наполнитель, а затем тампонажная смесь; в тампонажную смесь вводятся различные наполнители; взрыв заряда ВВ производится в тампонажной смеси.