Одна из основных задач геолого-технологических исследований ГТИ состоит в предупреждении аварий и осложнений, которые могут возникать в процессе бурения скважин. В то же время служба ГТИ не имеет технико-технологических средств для предотвращения и ликвидации указанных явлений. Дело ограничивается рекомендациями, связанными в основном с малооперативными мерами воздействия: промывка ствола скважины, изменение параметров бурового раствора и т.п. Отсутствие прямых и эффективных воздействий на развитие осложнений и аварийных ситуаций, разумеется, сужает возможности службы ГТИ по оперативному управлению процессом бурения.
А, между тем, имеется промысловый опыт оперативного и успешного предотвращения осложнений. Гидродинамическая обработка стенок скважины высоконапорными струями бурового раствора, твёрдые частицы которого создают герметизирующий экран в поверхностном слое проницаемых пород стенок. Этот экран препятствует развитию таких осложнений, как нефтегазопроявление, поглощение, неустойчивость ствола скважин.
Для гидродинамической обработки в компоновку бурильной колонны включают специальное устройство - кольмататор, который устанавливается непосредственно над гидромоноторным долотом.
В процессе бурения часть потока (ориентировочно 30…50 %) проходит через кольмататорное долото. При этом режимы бурения и кольматации задаются расходом бурового раствора и площадями истечения насадок долота и кольмататора. Поддерживается требуемый перепад давления на кольмататоре, обеспечивающий условия для создания прочного и герметичного экрана в стенке скважины.
Этот экран помимо предотвращения указанных выше осложнений, препятствует отложению глинистой корки. Как следствие, улучшаются условия для последующих тампонажных работ. Кроме того, первичное вскрытие продуктивных пластов в условиях гидродинамической обработки существенно облегчает освоение скважин после вторичного вскрытия.
Однако известен и недостаток метода гидромониторной обработки. Он состоит в том, что при отсутствии оперативной информации о состоянии ствола скважины и объективной оценки фильтрационных процессов в системе "скважина-пласт" не представляется возможным выявить оптимальное время для спуска и подъёма кольмататора в скважину. Вполне очевидно, что эффективно применять гидродинамическую обработку возможно только на основании информации о стволе скважины , что может дать служба ГТИ.
Очевидно также, что информационные комплексы должны соответствовать виду ожидаемого осложнения. Информация должна быть минимальной, но достаточной для принятия ответственных решений по управлению процессом бурения. В данном случае излишняя информация может оказаться помехой для операторов ГТИ.
Рис. 1 Диаграмма
Накопленный опыт ГТИ и применения кольматации позволяет определить такие комплексы. На рис. 1 иллюстрируется технологический контроль при разбуривании интервала, осложнённого проявлениями пластового флюида. Этот вид осложнения наиболее опасен, так как его развитие может привести к выбросу инструмента. Из рисунка видно, что наиболее ранние признаки проявления показывают такие параметры как газопоказание, давление бурового раствора на входе и механическая скорость. В целях повышения информативности газопоказаний, в частности "газа наращивание", скорость подъёма инструмента при наращивании следует повышать, увеличивая эффект свабирования для "подтягивания" флюида в скважину. Однако при первых признаках роста "газа наращивания", скорость подъёма инструмента следует ограничить. Располагая информацией, которая показана на рисунке, оператор легко и надёжно определит оптимальное время спуска кольмататора. Эта операция может быть приурочена к очередному долблению, или долбление следует приостановить до полного износа долота.
Применение кольматации в соответствии с результатами технологического контроля ГТИ позволяет:
- надёжно предотвращать аварии и осложнения в процессе бурения;
- более эффективно применять информационно-измерительные системы, повышая их роль в управлении процессом бурения.
В наступающее время известно несколько, отличающихся по принципу действия, кольмататоров. Наиболее широкое применение в промысловых условиях нашли кольмататоры, в которых использован принцип соударения двух высоконапорных струй бурового раствора вблизи стенки скважины. Такие кольмататоры отличаются высокой надёжностью, способны работать более 200 часов. В то же время при конструктивном исполнении , когда оси насадок расположены в плоскости, перпендикулярной оси корпуса кольмататора и долота, из-за стеснённости , создаваемой ограниченностью диаметра скважины, не удаётся обеспечить оптимальные параметры кольмататора. Выявлено, что кольмататоры такого принципа действия имеют два важных параметра: расстояние от среза насадок до точки пересечения истекающих струй и расстояние от указанной точки пересечения до стенки скважины.
Рис. 2. Конструкция кольмататора
В условиях высоких гидростатических давлений (что обычно для условий бурения), вследствие гашения кавитационных явлений, длина начального участка струи, в пределах которой давление на преграду не изменяется, резко уменьшается. С другой стороны, для увеличения зоны кольматации , расстояние от точки пересечения струи до стенки скважины должно быть достаточно большим. Указанные параметры определили, что оси насадок должны быть в одной плоскости с осью корпуса кольмататора.
Авторами разработана конструкция кольмататора в соответствии с указанными требованиями (см. рис. 2). Конструкция кольмататора при оптимальных параметрах для работы высоконапорных струй отличается надёжностью, простотой и минимальной стоимостью при изготовлении. Оснащение информационно-измерительных систем и службы ГТИ инструментом для предотвращения осложнений повысит эффективность ГТИ.
Источник: leuza.ru
Автор: Струговец Е.Т., Лугуманов М.Г.
