Поглощения в скважинах буровых растворов

Поглощения в скважинах буровых растворов являются одним из основных видов осложнений. Данное осложнение бывает частичное, полное, также поглощение может классифицироваться как катастрофическое и гидроразрыв (таблица 2, столбец 3).

Поглощающие пласты в бурящихся скважинах могут быть представлены пористыми, трещиноватыми и кавернозными породами. Наиболее часто буровой раствор поглощается в карбонатных (обычно известняки) породах. Различаются известняки с первичной или вторичной пористостью и трещиноватые. К первым относятся мел, раковинные и коралловые известняки. Ко вторым — все известняки и доломиты, пористость которых является результатом последующего выщелачивания. Третью группу составляют известняки и доломиты, трещиноватость которых, обусловлена процессами доломитизации, вызывающими сокращение объема породы, или тектоническими причинами.

Таблица 2 .

Классификация поглощений.

Поглощения буровых растворов обеспечиваются наличием пор, каналов, трещин, пустот в проходимых скважиной породах и (или) недостаточной устойчивостью (сопротивляемостью) пород к давлению столба жидкости в скважине, в результате чего возникает гидроразрыв пород, и в щели проникает жидкость.

Физическая сущность и механизм гидроразрыва (ГРП) изучены главным образом в связи с выявлением возможностей увеличения продуктивности скважин. Давление разрыва и направление развития трещин зависят от вертикального и бокового горного давления, наличия естественной и искусственной трещиноватости, значения давления в поровом пространстве, пористости, проницаемости горных пород и вязкости жидкости разрыва, подачи насосов. Разрыв пласта сопровождается одновременно тремя явлениями: упругой и пластической деформацией горных пород, движением вязкой жидкости или суспензии по трещине, фильтрацией жидкости в горных породах.

На значение давления ГРП большое влияние оказывают реологические свойства жидкостей: чем больше значения динамического напряжения сдвига и структурной вязкости жидкости, тем при меньших давлениях возникают ГРП. Связано это с тем, что слабофильтрующиеся жидкости оказывают большее гидродинамическое давление на стенки трещин разрыва, чем менее вязкие и легко фильтрующиеся в породы жидкости. Буровые и цементные растворы создают повышенное давление на пласт, что иногда приводит к ГРП и поглощению жидкости. ГРП вызывают и другие технологические факторы. Так, спуск бурильного инструмента в скважину с повышенной скоростью приводит к возникновению дополнительных гидродинамических давлений в стволе скважины, что нередко является причиной раскрытия трещин в породах и поглощения бурового раствора. Таким образом, на давления ГРП влияют как геологические особенности разрезов, так и технологические факторы.

Как следует из таблицы 2, столбец 2 поглощение может быть обусловлено как геологическими, так и технологическими причинами.

Геологические причины — это:

наличие сильнопроницаемого коллектора;

наличие зон АВПД.

Технологические причины:

• * переутяжеление раствора и недостаточная очистка раствора от шлама;
• * гидродинамические эффекты (эффект поршневания из-за сужения ствола — рыхлая корка, набухание пород, сальники);
• * ухудшение структурных свойств раствора.

Задача предупреждения катастрофических поглощений бурового раствора в процессе бурения данной скважины состоит в раннем обнаружении начавшегося поглощения и своевременной его ликвидации.

Меры предупреждения и ликвидации поглощения бурового раствора в скважине предполагают (см. таблица 2, столбец 4):

— оценку интенсивности поглощения при вскрытии пласта, в процессе циркуляции без бурения и при выключенной циркуляции;

уменьшение давления в скважине;

* уменьшение проницаемости коллектора (ввод наполнителей и т. п.).

Для решения задачи предупреждения катастрофических поглощений бурового раствора в процессе бурения оператор-технолог должен выявлять и оценивать следующие ситуации, возникающие в процессе проводки данной скважины:

• — вскрытие зоны поглощения;
• — частичное поглощение бурового раствора;
• — спуск инструмента с поршневанием;
• — поглощение при СПО;
• — полное поглощение.

Поглощение бурового раствора из скважины в пласт происходит при превышении давления в скважине над давлением начала поглощения (обычно оно несколько превышает пластовое давление).