Депрессия при бурении скважин

15RosNeft.ru Добыча и транспортировка нефти

Nav view search

Навигация

Проблемы бурения с депрессией на пласт

При бурении горизонтальных или вертикальных скважин с депрессией на пласт или с

притоком из скважины наземное оборудование и противовыбросовое оборудование должно быть приспособлено к работе в режиме постоянной циркуляции.

Бурение горизонтальных скважин может осуществляться с избыточным (минимально избыточным) противодавлением или с депрессией на пласт. В некоторых случаях стандартные методы контроля за скважиной являются недостаточными. В процессе бурения горизонтального ствола скважины основное средство контроля за состоянием скважины (гидростатическое давление столба жидкости) может оказаться неэффективным в связи с наличием зон аномальных давлений, притока из продуктивного пласта, поглощений бурового раствора, применения метода бурения с депрессией на пласт.

Возможные проблемы при бурении горизонтальных скважин могут быть решены за счет использования более совершенных методов контроля за состоянием скважины. Наилучшей гарантией безопасности является применение наиболее совершенного противовыбросового оборудования и методов контроля за состоянием скважины.

При бурении некоторых горизонтальных скважин наблюдались поглощения бурового

раствора с интенсивностью до 100 галлон/мин при давлении на устье скважины 800 фунт/кв. дюйм или более. На других — была получена экономия затрат на буровой раствор в объеме до 200 тыс. дол. США за счет применения вращающегося превентора (RBOP) и метода бурения с депрессией на пласт.

Бурение горизонтальных скважин с притоком и бурение с депрессией на пласт являются различными методами бурения. Горизонтальный ствол скважины может действовать как газосепаратор. Посредством воздействия вертикального столба бурового раствора в скважине может создаваться расчетное избыточное или минимально избыточное

противодавление. Однако под действием мигрирующего газа большие пачки пластовой

нефти могут с большой скоростью вытесняться по направлению к поверхности. В процессе планирования методов контроля за состоянием скважины и мер по предотвращению выбросов, необходимо учитывать возможные динамические характеристики потока в скважине.

В каждом конкретном регионе при бурении горизонтальных скважин были разработаны свои методы контроля за состоянием скважины. Тем не менее, в большинстве случаев при бурении горизонтальных скважин необходимо применять специальное противовыбросовое оборудование и меры безопасности.

Источник

15RosNeft.ru Добыча и транспортировка нефти

Nav view search

Навигация

Трудности обеспечения и контроля условий депрессии в системе скважина-пласт в зонах очень высокой проницаемости

К сожалению, одна из лучших возможностей применения технологии бурения с депрессией, в пластах с очень высокой проницаемостью (макротрещиноватые меловые отложения, кавернозные карбонатные породы, несцементированные высокопроницаемые песчаники), также проблематична. Эффективный контроль за поведением таких пластов в условиях их высокого естественного начального давления, даже при относительно низком гидростатическом давлении в стволе скважины, становится трудно осуществимым. Осуществление буровых операций при поступлении в скважину больших объемов пластовых жидкостей и высоком давлении на поверхности скважины становится слишком рискованным и дорогостоящим, особенно в экстремальных условиях бурения, например, в условиях морского бурения. Дальнейшие усовершенствования систем наземного и контрольно-измерительного оборудования должны расширить возможности применения бурения с депрессией при разбуривании таких пластов.

Настоятельную необходимость непрерывного соблюдения условий депрессии в системе скважина-пласт при бурении и заканчивании скважин наглядно иллюстрирует следующие два примера из практики бурения с депрессией.

Бурение одной из газовых горизонтальных скважин при условии депрессии в Канаде осуществлялось в низкопроницаемом (2 мД) карбонатном пласте, характеризуемом субостаточной 15-процентной водонасыщенностью. Вследствие возникавших ранее проблем загрязнения пласта в результате имевших место процессов улавливания и впитывания водной фазы пластом при бурении с положительным дифференциальным давлением в системе скважина-пласт продуктивность скважин была низкой. По этой причине было принято решение о бурении с депрессией данной скважины с применением азотно-углеводородной системы очистки забоя. Бурение выполнялось при пониженном гидростатическом давлении в скважине 0,7 МПа. В процессе бурения с депрессией достигались максимальные дебиты скважины 140-200 тыс. м газа в сутки. Затем скважина была заглушена раствором на водной основе для последующего ее заканчивания традиционным способом. Однако заканчивание скважины обернулось более чем 50-кратным снижением коэффициента ее продуктивности и причиной этому явилось несоблюдение условий депрессии в системе скважина-пласт при заканчивании, что вызвало серьезные нарушения эксплуатационных качеств пласта вследствие эффекта улавливания водной фазы.

Источник

15RosNeft.ru Добыча и транспортировка нефти

Nav view search

Навигация

Понятие о бурении с депрессией на пласт

Из самого термина следует, что условия депрессии на пласт возникают каждый раз, когда эффективное циркуляционное давление бурового раствора, рабочей жидкости для заканчивания, интенсификации или ремонта скважины (гидростатическое давление столба жидкости плюс давление, развиваемое буровыми насосами при циркуляции или нагнетании жидкости, и сопутствующий перепад давления из-за сил трения) оказывается меньше, чем

эффективное поровое давление в продуктивном пласте.

За исключением случаев аномально высокого пластового давления, столб бурового раствора на водной основе создает избыточное противодавление на продуктивный пласт. При разбуривании горизонтов с аномально высокими пластовыми давлениями и использованием буровых растворов на водной или нефтяной основе условия депрессии на пласт создаются естественным путем. Такие условия характеризуются термином «бурение с притоком из скважины», если они возникают в ходе бурения. Этот метод успешно применялся при разбуривании таких формаций, как Austin Chalk в штате Техас и штате Луизиана, а также в Мексике, Китае, и в других регионах, где имеются продуктивные пласты с запасом энергоносителей и наличием сероводорода.

При достаточно низком пластовом давлении в скважине нельзя получить условия депрессии на пласт с использованием обычных буровых растворов на водной или нефтяной основе. В этих случаях для получения депрессии на пласт в циркулирующий буровой раствор вводится неконденсируемый газ, в результате чего понижается плотность бурового раствора. Этот метод часто называют «искусственным созданием условий депрессии на пласт». При вскрытии истощенных продуктивных пластов для достижения депрессии на пласт часто используется азот криогенного происхождения или полученный мембранным методом. Все более широкое распространение для получения условий депрессии на пласт получают рабочие агенты в виде пены, в основном потому, что стабильная пена имеет наиболее высокую выносную способность по сравнению с любой другой рабочей жидкостью при данной скорости подъема в кольцевом пространстве.

Источник

Бурение на депрессии и на репрессии

В условиях высочайшей конкуренции на мировом нефтегазовом рынке для России чрезвычайно важно обеспечение максимальной продуктивности добывающих скважин (в т.ч. и на поздних стадиях эксплуатации). Очевидно, что достичь этого можно лишь применением технологий, в каждом отдельном случае являющихся оптимальными для сохранности естественной проницаемости пластов. С точки зрения соотношения величины давления, создаваемого в колоннах, к аналогичному давлению в пластах таких технологий две – бурение на депрессии и на репрессии.

Бурение на репрессии и его недостатки

Бурение на репрессии представляет собой исторически традиционный метод, при котором внутреннее давление в коллекторе превышает пластовое гидростатическое. В этом случае вскрытие пласта происходит за счет циркуляции бурового раствора средней плотности 1,2 – 1,3 т/м3. Подобное бурение на репрессии достаточно эффективно (в т.ч. и на скважинах незначительной глубины и в неустойчивых грунтах), однако быстро понижает дебит. Спустя 15-20 лет продуктивность добычи, в зависимости от ряда дополнительных характеристик месторождения, снижается от 5 до 60 раз, и даже текущие и капитальные ремонты восстановить хотя бы 50%-ную первоначальную отдачу оказываются не в состоянии. Причина этого – в возникновении явления кольматации и, как следствие, быстром падении под репрессивным воздействием скважинного ПЗП (проницаемости забойного пласта), независимо от используемого инструментария и типа бурового оборудования.

Бурение на депрессии и его преимущества

По этой причине подавляющее число ведущих мировых и российских нефтегазовых компаний везде, где допустимо применение иной технологии, используют бурение на депрессии. Кардинальное ее отличие состоит не в повышенном, а пониженном (по отношению к пласту) создаваемом давлении в шахте – что не только вызывает приток флюидов с той же степенью эффективности, но и сохраняет естественные для породы коллекторные характеристики проницаемости на протяжении гораздо более долгого времени.

Таким образом, с точки зрения не только долговечности эксплуатации, но и экологической безопасности бурение на депрессии для скважин значительно целесообразней – что полностью подтверждается и мировым опытом. При этом эффективность данного метода одинакова на всех разновидностях скважин – и вертикальных, и наклонно направленных, и горизонтальных.

Условия применения бурения на депрессии

К сожалению, неустойчивость некоторых призабойных зон приводит к малому предельно допустимому скелетному напряжению, в связи с чем разрешенный уровень депрессии может колебаться в самых широких пределах, а в отдельных случаях – и вовсе являться недопустимым. Последнее относится, прежде всего, к уже истощенным крупным месторождениям (особенно газоконденсатным и газовым), где падение пластового давления к первоначальному уровню доходит до 3-4 раз. Тем не менее, использование технологии депрессивного бурения возможно и на них – но лишь с учетом величины коэффициента аномального давления пластов (kа) в зависимости от глубины.

Источник

15RosNeft.ru Добыча и транспортировка нефти

Nav view search

Навигация

Преимущества и недостатки метода бурения с депрессией на пласт в предупреждении нарушений эксплуатационных качеств продуктивного пласта

При традиционном способе бурения с положительным дифференциальным давлением в системе скважина-пласт многие вскрываемые продуктивные пласты подвергаются различного рода повреждениям. Среди наиболее характерных причин таких повреждений отмечаются:

• физическая миграция мелкодисперсных частиц породы в результате высокой скорости
просачивания промывочной жидкости в пласт;

• вторжение содержащихся в буровом растворе твердых частиц в материнскую породу
пласта (особенно в скважинах, заканчиваемых при необсаженном забое);

• недостаточная изученность распределения пор по размерам в пластовой породе или
наличие бимодального распределения по размерам, затрудняющего образование
малопроницаемой глинистой корки, способной препятствовать глубоко проникающим
повреждениям пласта;

• наличие высокопроницаемых пластовых зон, потенциально подверженных поглощениям
(наличие макротрещин, пустот, высокопроницаемых песчаных или изоморфных
карбонатных пород);

• наличие в пласте ловушек, увлекающих фильтраты вторгшихся в пласт растворов на
водной или углеводородной основах, что может приводить к постоянному ухудшению
эксплуатационных качеств призабойной зоны вследствие понижения относительной

• оказывающие отрицательное влияние на эксплуатационные качества пласта реакции

между проникшим фильтратом раствора и пластом (разбухание и дефлокуляция глин, разложение пластовых пород, химическая адсорбция, изменения в смачиваемости пород и

• ухудшающие эксплуатационные качества пласта реакции между проникшими
фильтратами растворов и пластовыми жидкостями (образование эмульсий, осадков и
отложений).

Применение метода бурения с депрессией на пласт во многих случаях позволяет предупреждать или значительно снижать нарушения эксплуатационных качеств продуктивного пласта, проникновение бурового раствора и частиц выбуриваемой породы в пласт, поглощения бурового раствора пластом, оказывающие повреждающее действие реакции бурового раствора с материнской породой пласта или пластовыми жидкостями и другие повреждающие пласт эффекты.

Не каждый продуктивный пласт представляет собой подходящую кандидатуру для осуществления буровых работ в условиях депрессии. К сожалению, известно немало примеров неудовлетворительных результатов бурения с депрессией вследствие неправильного выбора разбуриваемого пласта, существенных недостатков в планировании работ и их осуществлении.

Источник