1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Техас). Скважина пробурена фирмой "Шелл ойл", но никакой информации о ней нет. Известно лишь, что она находится в районе с очень высокими давлениями на глубине, и поэтому проблемы здесь аналогичны только что рассмотренным для скважины в Луизиане. /гномально высокие пластовые давления начинают проявляться на сравнительно небольших глубинах и становятся больше эквивалентной плотности бурового раствора в 2,16 кг/л. Можно полагать, что профиль давления по глубине, кривая изменения плотности бурового раствора, кривая градиента давления, приводящего к гидроразрыву,и системаобсадки аналогичны только что приведенным для скважины в Луизиане.
Однако здесь имеется дополнительная сложность, связанная со значительной разностью давлений в различных слоях песчаника. Например, предположим, что песчаник залегает на глубине 3,66 км и имеет пластовое давление, эквивалентное напору буровога раствора плотностью 1,44 кг/л (51,7 МПа). В процессе бурения в этом песчанике при смене буровых головок потребуется плотность бурового раствора 1,48 — 1,5 кг/л, чтобы уравновесить это давление.
Длина, мм 16,5 500 1835 3076 4980 Диаметр, мм 660 508 340 273 178 Направляющая колонна обсадных труб Верхняя колонна Первая промежуточная колонна Вторая промежуточная колонна Третья промежуточная колонна На глубинах до 4 км вместо буровой жидкости использовались воздух или природный газ. Однако при большом притоке воды в скважину применение воздуха нежелательно. Поэтому при неглубоком расположении водоносных слоев скважина должна была иметь обсадку. В то же время при использовании воздуха или природного газа бур По мере достижения ббльших глубин в песчаных и сланцевых породах потребуется довести плотность раствора до 2,16 кг/л.
При рассмотренных условиях возникает еще одна проблема На глубине 3,66 км песчаник должен выдерживать напор раствора с плотностью 2,16 кг/л. Статическое давление этого столба составляет 77,5 МПа, в то время как пластовое давление на этой глубине равно 51,7 МПа. Разность давлений в 25,8 МПа действует непосредственно на стенки скважины, вызывая проникновение бурового раствора в песчаник. Когда буровая труба неподвижна (например, во время соединения с другой трубой), то под действием указанной разности давлений бурильная труба начнет заклиниваться в скважине.
Данная проблема очень серьезна, и многие скважины были заброшены именно по этой причине. На юге шт. Техас также очень сложны температурные условия. На глубинах 5,5-6,1 км температуры превышают 260'С, а градиент в среднем составляет 4,6'С/100 м глубины. Если считать, что этот градиент существует и на больших глубинах, то на глубине 12 км можно ожидать температуру выше 530'С. Столь высокие давления и температуры приводят к пластической деформации породы, что может вызвать прихват буровой трубы в скважине. Снвигнина 9674Т .% 1 глубиной 5980 м, графснео )4инго, (шн. Занаднав Виргиния).
Эта скважина при проектной глубине 6100 м была пробурена фирмой "Колумбия гэз трансмишн" и является самой глубокой скважиной в восточной части СШ/г. Во время бурения скважины возникли четыре основные проблемы: искривление скважины, высокие паровые давления, высокая твердость пород, низкая скорость бурения и условия, близкие к выбросу из скважины. Бурение скважины проводилось при следующих диаметрах и длинах колонн обсадных труб. 104 Глава 2 Апмазная Твердосппав, ная Апмазная Твердосппав- ная 165 165 149 90 0.58 79 33 0,41 5788-М76 5676-5905 5905-5964 5964-5972 165 185 92 55 0,6 21 25 6 0 4 продвигается в глубину значительно быстрее, чем при использовании воды или бурового раствора Однако при этом не обеспечивается достаточное статическое давление на проходимые породы.
Именно поэтому на глубине 4 км в рассматриваемой скважине наблюдалась тенденция к выбросу. К счастью, обсадная колонна труб диаметром 273 мм была установлена достаточно глубоко, что обеспечило необходимое давление, не превышающее давление гидроразрыва, и тем самым создало условия для нормальной работы скважины. При таком диаметре было также обеспечено достаточное сопротивление выбросу на поверхность, что исключало его возникновение. Для поддержания потока газа потребовался буровой раствор с плотностью 2,18 кг/л. Поровое давление на глубинах ниже 4 км в рассматриваемом районе является.
нормальным, но затем оно почти сразу становится эквивалентным плотности бурового раствора в 2,16 кг/л, а на глубинах до 6,1 км и далее почти не изменяется и соответствует плотности 1,92- 2,16 кг/л. Из-за требуемого большого веса бурового раствора и высокой твердости пород, скорости бурения здесь оказались низкими. В табл. 2.1 приведены данные по скорости бурения и сроку службы различных буровых головок. Видно, что скорости очень низки, и что алмазные головки обеспечивают большую скорость бурения, чем трехшарошечные твердосплавные головки. На фиг.
2.6 указаны породы, которые встретились при бурении этой скважины, и соответствующие интервалы глубин. Из-за твердости пород потребовались головки значительного веса, что привело Таблице 2„1 Денные по скорости бурения и сроку спужбы буровых гсповок ~1) Фи г. 2.6. поспедоватепьность форма~ив при бурении скважины 96747 1а! рлт. Западная Виргиния] 111. 106 Гпаеа 2 Сухие геотермепьиые месторождения 107 (' в и !2 1УВ гее ЕВВ Лев ЛГВ Гвхгввр ~ре,'е Фи г. 2.7. Профипи температур скважины аб747 яг 1 (шт.
Западная Вирги- ния) г1) при первом бурении к искривлению скважины. Искривление было столь значительным, что потребовалось заполнение ствола цементом и повторное медленное вертикальное бурение. (Следует отметить, что сверхглубокие скважины должны быть вертикальными или почти вертикальными для исключения сильного износа бурильных труб.) Геотермический градиент в толще пород этого района очень низок. На фиг. 2.7 показано изменение температуры по глубине рассматриваемой скважины. Действительные температуры пород обычно несколько выше измеренных из-за влияния циркуляшги бурового раствора. Скважина Увген-Уилл 3г.
1 глубинок 7000ж, граутоаво Сабпепв )ши. Вайоминг). Скважина пробурена фирмой "Эль-пазо нейчрел гэз". При бурении возникло сравнительно мало трудностей. Временами нарушалась циркуляция раствора, что было вызвано слишком быстрым движением в скважине колонкового бура. Кроме этого, произошел прихват бурильных труб вместе с переходными муфтами на глубине 1,95 км во время попыток восстановить шпркуляцию. Основная зона нарушения циркуляции находилась на глубине 1,83-2 км.
Скважина пробурена строго вертикальной легкими буровыми головками. В связи с этим скорости бурения были очень низки, и это потребовало дополнительных затрат времени. После бурения проведено измерение параметров по разрезу скважины, а затем скважина была разбурена до диаметра 375 мм перед спуском промежуточной колонны труб. Ъго также потребовало значительного дополнительного времени. Единственными трудностями при бурении под промежуточную колонну были пульсащги плотности бурового раствора.
Данные акустических измерений были расшифрованы и результаты представлены на фиг. 2.8. По этим данным были определены перепады порового давления, приведенные на фиг. 2т9. На этом графике представлена также кривая фактической плотности бурового раствора во время бурения скважины меньшего диаметра. Следует отметить, что бурение скважины все время проходило в условиях "недосбалансированных" или "почти сбалансированных" давлений и что измерении давления в буровой колонне согласовались с результатами акустической диагностики. Пульсации плотности бурового раствора на определенной глубине составляли 9,36 кг/л и даже более.
Так, на глубине 3,1 км плотность бурового раствора за очень короткий период изменилась от 1,26 до 1,67 кг/л и выбросы раствора прекратились. Такие большие изменения плотности бурового раствора могли происходить из-за: а) воды, поступающей в скважину, и б) воды, поступающей в буровой раствор через систему охлаждения и смазки насосов. Но так как напор раствора превышал пластовые давления, то весьма сомнительно, чтобы вода могла поступить в скважину выше глубины 3,3 км, где наблюдались колебания плотности раствора. 1ОВ Глава 2 2 1 2 Л 4 Ллтаат 2 о 4 соуза дрова роюоршоюршвооо впаниаивююо шаквоп ф и г.
2.а. Акустическая диагностика афвкыны увган-уилл Ш 1 (шт. Вайо- минг1 )111. Следовательно, разжижение раствора могло происходить лишь через насосы. Глинистые сланцы были в значительной степени размыты и потребовалось дополнительное цементирование. Однако размывание не было основной причиной неудачной цементации промежуточной колонны обсадных труб диаметром 273 мм — первой неудачи при бурении этой скважины. Работу пришлось вести в три стадии, поскольку нарушение циркуляции происходило вначале на глубинах 1,83- 2,14 км, а затем при установке в скважине обсадных труб, когда башмак обсадной Ло Ло Лв 2.2 йцюйыаьоошо аооиаиии Йуройоаю рввоюоро, ооую фи г. 2.е.
Изменения парового давления по глубина скважины, определанные о помощью акустической диагностики и по действитрпьной плотности нспольвшанного бурового раствора ~! !. 1 — прикввт бурипьнык труб и пврвкоднык муфт; 2 — опробыватвпь пластов м 2; э — нарушение цнрнупяцнн; 4 — опробыввтвпь пластов ш 4; б — нарушение циркуляции; 6 — выброс из скважины; Т вЂ” перепад лорового дание. ния, определанный с помощью вкустйческой диагностики. 110 Гнева 2 Сухие геотермапьные месторождения 111 колонны находился на глубине 2,07 — 2,53 км. При обсадке использовалось такое оборудование, как направляющий башмак, муфта обсадной трубы с обратным клапаном, центраторы, а также заливочные манжеты для цементирования и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
