Поглощений буровых и тампонажных растворов

Для устранения поглощений буровых и тампонажных растворов в них вводят некоторое количество специальных волокнистых, пластинчатых (чешуйчатых) и зернистых (гранулированных) материалов, называемых инертными наполнителями. За рубежом добавки наполнителей в буровой раствор в 90 % случаев поглощений дают положительный эффект. Намывом наполнителей изолируются 75 % поглощений в Татарии, на месторождениях которой проблема ухода растворов в поглощающие пласты возникает на каждой буровой скважине. В объединении "Башнефть" с помощью наполнителей полностью изолируют 60 % всех зон поглощений, а в 40 % интенсивность поглощения снижается или эффекта нет.

Правильный выбор наполнителей имеет решающее значение для эффективности ликвидации поглощения. В случае если фракционный состав наполнителя и диаметр его частиц не соответствуют размеру и форме поглощающих каналов, ликвидировать поглощение или снизить его интенсивность нередко не удается. Наполнитель в виде пробок накапливается у входа в поглощающие каналы (диаметр частиц больше необходимых размеров) или наблюдается полный уход наполнителя с раствором в поглощающие каналы (диаметр частиц наполнителя меньших размеров).

Практика работ показала, что применение наполнителя зернистой (гранулярной) формы дает эффект прекращения поглощения в случае, если ширина канала не превышает удвоенного диаметра зерна (гранулы). Диаметр круглых каналов не должен превышать 3-х диаметров зерен (гранул).

В практике для выбора размеров частиц наполнителя используют материалы таблицы 8, а так же методику, разработанную в институте БашНИПИнефть [(табл. 5),14] и представленную в виде графика рис. 3.

Таблица 8 – Характеристика инертных наполнителей

Рассмотрим пример практического использования графика. Допустим, в результате изучения фракционного состава бурового шлама при поглощении или при обработке индикаторных диаграмм установлено, что средний размер каналов поглощающего пласта равен 6,5×10^{-3 м (точка Е).}

Рис.3. Средний эквивалентный размер каналов d_э, мм

Рис. 3. Средний эквивалентный размер каналов d_э, мм

Из точки Е проводим вертикальную линию до пересечения с наклонными линиями в точках А, В, С, а на оси ординат находим соответствующие им значения среднего размера наполнителя d_н = 3,3 мм, максимальное значение диаметра частиц наполнителя d_н.mах = 4,5 мм и минимальное значение размера
d_{н min} = 2,5 мм. Концентрация данной фракции наполнителя С_к определяется
(Е®Д®М) в 3,4 % (точка М). При этом на графике видно, что частицы этого размера наполнителя (2,5-4,5 мм) перекрывают поглощающие каналы размером от 4,7 до 9 мм (отрезок ав). В случае если поглощающий пласт имеет каналы меньшего размера, то в состав наполнителя включают фракцию с частицами меньшего размера. Таким же образом определяется число фракций (n) и суммарное содержание фракций наполнителя SС_к.

Наполнители при борьбе с поглощениями используют как добавки к буровым и тампонажным растворам, или в виде намыва в зону поглощения в ходе особой операции.

При добавках наполнителей к буровым растворам в процессе проходки можно не получить требуемого эффекта. В этом случае переходят на добавки наполнителя более крупной формации, вводя наполнитель во время рейса.

Суммарная концентрация наполнителей может повлиять на изменение способа бурения. В случае если концентрация наполнителя при турбинном способе бурения не дает желаемого эффекта, то переходят на роторный способ проходки с увеличением концентрации наполнителя в растворе, последнее производится вводом добавок в раствор во время рейса.

При турбинном способе бурения рекомендуется применять добавки в буровой раствор не более 0,5 % по весу от объема раствора, а при роторном не более 5 %. Оптимальные добавки наполнителей в буровые растворы приведены в табл. 9 [5].

Таблица 9 – Рекомендации по применению добавок в буровой раствор

Контрольное задание. Выбрать наполнители для ликвидации поглощения во время бурения. Размеры поглощающих каналов определяется по результатам выполнения работы 3.1. Выбор произвести по табл. 9 и рис. 3, сравнив результаты. В зависимости от полученной концентрации наполнителя в буровом растворе принять решение о дальнейшем способе проходки поглощающего пласта.

Когда намыв кольматанта не имеет эффекта, для ликвидации поглощений используются способы: установки специальных пластоперекрывателей, установки цементных мостов, закачка специальных самоотверждающихся составов и др.

АВАРИИ С БУРИЛЬНОЙ КОЛОННОЙ