1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Масляные буровые растворы должны уменьшить коррозию бурильных труб и уменьшить вероятность разрушений под действием коррозии под напряжением. Поровое давление на максимальной глубине может составлять 151-344 МПа, а температуры 260- 538 С. Горные породы при таких условиях могут быть подвержены метаморфизму и перекристаллизации.
Испытания с различными осадочными породами показывают, что снижение действующего напряжения (когда пластовое давление становится близким к литостатическому) и увеличение температуры приводит к снижению предела прочности пород [61. (Кроме того, испытания на мраморе при повышенных температурах продемонстрировали определенное снижение предела прочности при температурах 300- 500 С.) С ростом глубины более серьезной проблемой становится устойчивость буровой скважины.
Породы становятся более мягкими, но в то же время и более вязкими, или тягучими, и их бурение усложняется. Из-за продолжительных интервалов времени, в течение которых скважина не закреплена обсадкой, при глубоком бурении стало необходимым обращать особое внимание на проблемы, связанные с большими крутящими моментами и прихватом бурильных труб. Обе эти проолемы связаны с качеством бурового раствора, но специальных измерений по определению оптимальных свойств растворов не проводилось.
Для снижения крутящего момента в водных буровых растворах добавляют специальные смазки, эффективные при высоких давлениях. В связи с опасностью прихвата, зависящего от разности между давлением бурового раствора и поровым давлением, а также от площади контакта и трения между бурильной трубой и стенками скважины, стали искать способы его предотвращения. Прежде всего была уменьшена площадь контакта между бурильной трубой и стенками скважины путем применения специальных колец стабилизаторов. Предложено использовать несколько добавок, снижающих трение между бурильной трубой и отжатым из водного бурового раствора осадком.
Использование же масляных буровых растворов фактически устраняет проблемы, связанные с прихватом бурильных труб, поскольку отжатый осадок является достаточно тонким, а коэффициент трения между осадком и покрытой маслом сталью низок. Особое внимание следует уделять коррозии бурильной трубы при глубоком бурении, так как это связано с трудностью ее извлечения из скважины. Коррозия протекает более интенсивно при высоких температурах. Причем коррозионное действие оказывают не только вещества, попацающие в буровой раствор из проходимых пород, но также и обычные компоненты водных буровых растворов, которые разлагаются при высоких температурах и становятся коррозионно-активными. Поэтому необходимо выполнять согласованную программу контроля и борьбы с коррозией бурильной трубы.
Температурные условия исключают воэможность применения буровых растворов на водной основе при сверхглубоком бурении. Критическая температура для воды составляет ~374 С. Реакция компонентов водных буровых растворов друг с другом и с компонентами проходимых пород снижает температурный предел использования таких растворов. Вынужденный выбор неводной основы бурового раствора в определенной степени затрудняет поиск устойчивой жидкости для высокотемпературных смазок, гидравлических жидкостей и теплопередающих жидкостей. Такие жидкости относятся к классам ароматических или полифеноловых эфиров, ароматических или фосфатных эфиров, ароматических силикатов, сялннов и силиконов и,возможно, некоторых нафтеновых и парафиновых нефтей игалоидзамещенных углеводородных эфиров.
Требуемые взвешивающее и герметизирующие 134 Гпввв 2 Оухне геотврмвпьные ьгеоторомдения 136 свойства могут быть ооеспечены добавлением в высокотемператур- ные смазки сажи и гелей. Однако существующее оборудование непри- годно для испытания таких консистенций в качестве буровых раство- ров, так что все сделанные предложения не имеют экспериментально- го подтверждения. Цеменмы и иемениироеание.
В настоящее время имеется обору- дование для цементирования любой колонны обсадных труб при сверх- глубоком бурении. Однако цементирующие материалы следует улуч- шать. Высокие температуры вызывают две значительные трудности при работе с существующими цементами. Первая заключается в том, что цемент быстро схватывается или затвердевает, еще не доходя до места.
Вторая трудность, также связанная с высокими температу- рами, заключается в том, что цемент утрачивает свое основное ка- чество — сопротивление сжатию, т.е. при высоких температурах по- нижается его прочность. Предельг применения нароиажното оборудования. Для выявления таких пределов очень интересными оказались результаты, получен- ные на скважине, пробуренной фирмой "Фалкон-сибод дриллинг".
На глубинах ниже 6,4 км все каротажное оборудование становилось не- работоспособным из-за высоких температур, хотя определенные труд- ности возникали уже на глубине 4,6 км. Для устранения трудностей на глубинах ниже 3,66 км использовались изоляционные кабели, из- готовленные из тефлона. На глубинах ниже 6,8 км, где регулирование температуры невозможно даже с помощью системы охлаждения буро- вым раствором, каротаж проводился только с помощью полностью теплоизолированных зондов. Буровые растворы из специальных масляных эмульсий, исполь- зованные на такой глубине, ограничили выбор метода измерения лишь гамма-каротажем.
Кроме приборов для каротажа, из-за высо- ких температур пришлось переделывать и приборы для контроля от- клонений. Полагают, что наибольшая температура, достигнутая при бурении этой скважины, составляла 270" С, а трудности, связанные с измерениями скважинными зондами, стали значительными при тем- пературах выше м14'С. Таким образом, необходимо совершенство- вание методов каротажа для проведения измерений в сверхглубоких скважинах, поскольку на каротаж отпускается все меньше времени, чтобы скважина максимально возможное время использовалась для бурения, В табл.
2Л приведена типичная рекомендуемая оптимальная про- грамма при использовании различных буровых головок. Серии голо- таблице 2.7 Рекомендуемая оптимвпьнм! программа при иопопьзовании рвзпичных буровых головок г1) Номер Рвз- О , Лостигну- ПРоходка 6 „ Око- и Обороты, ки мм гонов бина, км ку, м м/ч вок соответствуют новой классификации Американского нефтяного института Программа оптимального бурения "Амоко", созданная в течение почти десяти лет исследований и эксплуатации, может уменьшить риск капиталовложений в бурение скважин. Согласно результатам, полученным в полевых условиях, действительные затраты могут быть снижены на 16- йв/в при правильном применении такой программы. Если необходимо оптимизировать процесс бурения скважины, то программу оптимального бурения можно получить на основе большого банка данных по бурению и геологии, накопленного при широкой разработке в США нефтяных месторождений.
Именно банк данных является опытной базой, на основе которой следует проводить оптимизацию бурения. Банк данных позволяет составлять для ЭВМ программу расчета и оптимизации почти всех основных переменных, определяющих процесс бурения данной скважиньг. Из этого банка данных программа "Амоко" выбирает параметры скважины и условия бурения, наиболее близкие к проектируемой скважине. Выбранные данные затем вводятся в ЗВМ для составления предварительного плана бурения, содержащего наиболее эффективные и экономически выгодные методы, которые следует использовать при бурении данной скважины.
2 24! 1-1 3 1-1 4 1-2 5 1-1 6 1 1 7 1-1 8 1-1 9 5-2 1О 5-6 11 5-27 12 5-27 13 5-27 14 5-27 1,69 67О,Е !6 2,38 487,7 1 б 2.53 162,4 1О 2,71 1 82,9 13 2,85 ! 37,2 11 2,96 106 7 11 3,13 121,9 40 3,38 304,8 60 3,69 304,8 60 3,93 243 8 65 4,11 782,9 65 425 1372 65 4,35 137,2 65 41,1 2 1 6,24 13,71 12,19 9,75 12,19 4.88 4,88 3,66 2,74 2,13 2,13 18,1 180 18,1 160 16,9 150 18 1 140 13,6 140 13,6 130 18,1 ! 00 15,9 50/66 16,9 60/66 15,9 45/60 15,9 45/50 16,9 45/60 15,9 46/60 1ЗЕ Глава г Программа дает набор таких переменных, как вес, приходящейся на буровую головку, скррость ее вращения, характеристики бурового раотвора и тип головки.
Следуя этому плану, можно сократить расходы и время оурения и тем самым значительно повысить его эффективность. НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Целесообразно провести исследования по сплавам и головкам, изучить влияние высоких давлений и температур, рассмотреть возможность применения лазеров, освоить метод бурения с помощью высоконапорных струй и проходку двойных скважин, а также провести испытания в твердых породах. Развитие геотермальной энергетики Обзор, касающийся вопросов развития геотермальной энергетики в прошлом, настоящем и, в определенной степени, в будущем, содержится в отчете[7). Особое внимание в нем уделено вопросу буре.
ния геотермальных скважин. Бурение таких скважин возможно с помощью существующего оборудования и методов, которые разработаны и опробованы в нефтяной и газовой промышленности, но затраты на создание таких скважин относительно велики. Требуются более совершенные буровые станки и вспомогательное оборудование на поверхности, буровые головки и системы смазки подшипников головок, трубы, буровые растворы и цементы для работы при высоких температурах, аппаратура для каротажа и взятия проб по профилю скважин, оборудование для проведения направленного бурения применительно кусловиям в геотермальной скважине.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
