animateMainmenucolor
 
Малогабаритные буровые установки
 
 
Вездеходы Арго
 
 
Каталог предприятий
 
 
Сделай заказ
 
 
Наличие на складе
 
 
Буровые установки
 
 
Буровое оборудование
 
 
Буровой инструмент
 
 
Запчасти к буровым установкам
 
 
Технология бурения скважин
 
 
Расчеты в бурении
 
 
Горные породы
 
 
Природные ресурсы
 
 
Техника для содержания скважин
 
 
Бурильно-крановые машины
 
 
Буровые вышки
 
 
Насосное оборудование
 
 
Оборудование водопонижения
 
 
Нефтегазопромысловое оборудование
 
 
Нефтегазопромысловая спецтехника
 
 
Горнодобывающее оборудование
 
 
Геофизическое оборудование
 
 
Геологоразведка
 
 
Добыча золота
 
 
Словарь
 
 
Реклама
 
 
Инженерно-геологические изыскания
 
 
Инженерно-геодезические изыскания
 
 
Учебные заведения
 
 
Дополнительное оборудование
 
 
Фотографии
 
 
Заказать буровое оборудование, станок СКБ 4
 
 
Карта сайта
 
 
{продукция}
{компания}
Главная / Расчеты в бурении / Осложнения при бурении / Поглощение буровых и тампонажных растворов

Поглощение буровых и тампонажных растворов

Поглощение буровых и тампонажных растворов может быть вызвано наличием в горных породах каналов (например трещин, пустот, каверн) и гидравлическим разрывом пород при значительном превышении и гидростатического давления над пластовым.

Раскрытие естественных или образование новых трещин происходит при условии

рс.тг.дплр              (17.1)

где рс.т - гидростатическое давление в стволе скважины; рг.д - гидродинамическое давление; рпл - пластовое давление; рр - гидравлическое сопротивление растеканию бурового лили тампонажного раствора по каналам в горной породе, вскрытым скважинам.

Давление гидроразрыва пласта ориентировочно можно оценить по уравнению

ргр=(0,49÷0,91)рг,               (17.2)

где рг - горное (геостатическое давление).

Способ предупреждения и ликвидации поглощения выбирается в зависимости от характеристик поглощающего горизонта.

Относительное давление в поглощающем горизонте

        (17.3)

где ρб.р, ρв - плотность соответственно бурового раствора и воды (в кг/м3); hп.г - глубина поглощающего горизонта, м; hст - высота снижения уровня жидкости (статический уровень), м.

Положение статического уровня воды в скважине при замене глинистого раствора водой устанавливается из выражения

hc2=H-hв          (17.4)

где hв - высота столба воды,

hв=hб.pρб.рв=(H - hclб.рв               (17.5)

hб.p - высота столба раствора в скважине; hcl - статический уровень раствора в скважине.

Плотность жидкости для замены в скважине раствора с таким расчетом, чтобы статический уровень был на устье, вычисляется из уравнения

ρ1=(H-hclб.р/H.                    (17.6)

Если рост ρб.р обусловлен переходом части выбуренной породы в активную твердую фазу, то восстановить ее можно разбавлением раствора водой с введением соответствующих реагентов.

Плотность бурового раствора, обеспечивающая нормальную циркуляцию при поглощении, определяется из уравнения

ρб.р2=kρ6.р1(hп-hc)/hп            (17.7)

где k=0,85 - коэффициент запаса; hп - глубина нахождения кровли поглощающего горизонта, м.

Объем бурового раствора (в м3), который поглотила скважина,

Q=Sh,                (17.8)

где S - площадь приемной емкости, м2; h - высота снижения уровня в емкости, м.

Интенсивность поглощения (в м3/ч)

Q1=Q60/t,                (17.9)

где t - время (в ч), за которое уровень в емкости снизился на величину h.

Коэффициент поглощающей способности при полном поглощении бурового раствора

Kп.с.=Q1/√hст-hдин             (17.10)

где hдин - динамический уровень раствора в скважине, м.

Классификация зон поглощения в зависимости от величины Кп.с приведена ниже.

Коэффициент Kп.с.

1

1-3

3-5

5-15

15-25

>25

Классификация
зон поглощения

I

II

III

IV

V

VI

Поглощение

Частичное

Полное

Интенсивное

Интенсивное

Катастрофическое

Катастрофическое

При частичном поглощении коэффициент Кп.с определяется из выражения

Кп.с=Q1/√hстк.п10             (17.11)

где рк.п - гидравлические потери в кольцевом пространстве при движении раствора от зоны поглощения к устью скважины, МПа.

При определении необходимой плотности ЛБР можно воспользоваться формулой (3.5).

Максимальная скорость спуска бурильного инструмента с целью предупреждения поглощения бурового раствора определяется из выражения

                 (17.12)

где рг - гидростатическое давление бурового раствора, МПа; Рпл - пластовое давление, МПа; Dд - диаметр долота, м; d - диаметр бурильных труб, м; η - пластическая вязкость бурового раствора, Па·с.

Эффективным способом изменения характеристики поглощающего горизонта является применение закупоривающих материалов наполнителей, которые в зависимости от условий бурения конкретной скважины добавляют в циркулирующий буровой раствор, или поведение разовой закачки в зону поглощения порции специальной жидкости с наполнителем.

Закачивание тампонажной смеси в зону поглощения по стволу скважины рекомендуется предусматривать в следующих случаях: интенсивность поглощения не менее 30 м3/ч; зона поглощения расположена на глубине hp≤2000 м, а выше нее нет высокопроницаемых пластов; необсаженный ствол скважины сложен устойчивыми породами.

Если ни один из перечисленных выше способов ликвидации поглощения не дает результата, то для обеспечения в дальнейшем нормального процесса бурения скважину необходимо закрепить обсадными трубами с обязательным цементированием затрубного пространства. Цементирование обсадной колонны

Пример 17.1. Требуется определить относительное давление в поглощающем горизонте, который проектируемая скважина должна вскрыть на глубине Н=400м, если плотность циркулирующего бурового раствора ρ=1220 кг/м3

Решение. Относительное давление вычисляется по формуле (17.3).

Пример 17.2. Определить, как измениться статический уровень в скважине при замене глинистого раствора водой для следующих условий: глубина скважины Н=617 м, плотность глинистого раствора ρб.р=1240 кг/м3; статический уровень раствора в скважине hс1=125 м.

Решение. Высота столба раствора в скважине hб.p=H-hc1=617 - 125=492 м.

Высота столба воды по формуле (17.5)  hв=492·1240/1000=610 м.

Положение статического уровня воды в скважине hс2=617-610=7 м.

Пример 17.3. В проектируемой скважине глубиной H=487 м при бурении под кондуктор ожидаемый статический уровень бурового раствора плотностью ρб.р=1210 кг/м3 должен составить hc1=27 м. Какова должна быть плотность бурового раствора, чтобы статический уровень был на устье?

Решение. По формуле (17.6) ρ1=(487 - 27)1210/487=1143 кг/м3.

Пример 17.4. Предполагается, что скважина должна вскрыть кровлю поглощающего пласта на глубине hп=293 м. Известно также, что глубина положения статического уровня hс=5м. Определить плотность бурового раствора, который должен обеспечить нормальную циркуляцию при поглощении, если плотность исходного бурового раствора составляет ρб.р1=1200 кг/м3.

Решение. По уравнению (17.7) находим плотность раствора ρб.р2=0,85·1200(293 - 5)/293=1003 кг/м3.

Вывод. Для осуществления нормальной циркуляции достаточно заменить циркулирующий буровой раствор водой при условии, если это позволяет геологический разрез скважины.

Пример 17.5. При вскрытии трещиноватых и ошлакованных базальтов четвертичного возраста произошло поглощение бурового раствора (воды). В процессе бурения при работе насоса за время t=45 мин уровень в емкости, площадь основания которой S=9 м2, снизился на h=0,6 м. Найти объем воды, который поглотила скважина, и интенсивность поглощения.

Решение. Объем бурового раствора, который поглотила скважина, находим по формуле (17.8)

Q=9·0,6=5,4 м3/ч.

Интенсивность поглощения по формуле (17.9) Q1=5,4·60/0,75=432 м3/ч.

Пример 17.6. Определить коэффициент поглощающей способности, характеризующий пропускную способность зоны поглощения, если замеры уровней в ранее пробуренных скважинах дали следующие результаты статический уровень на расстоянии hст= 117 м от устья. При работе одного насоса У8-6МА2 при Q= 17 л/с (или 61,2 м3/ч) динамический уровень установился на глубине hдин= 109 м.

Решение. Коэффициент поглощающей способности определяется по формуле (17.10)

Kп.с=61,2√117-109=21,7.

Поглощение относится к V категории.

Торговый дом АУМАС