книги / Справочник мастера по сложным буровым работам

бор, сигнализирующий о замыкании цепи. На лебедке расположен счетчик оборотов, показывающий глубину нахождения зонда.

Порядок проведения работ уровнемером ТатНИИ при исследовании скважин следующий. После замера статического уровня зонд устанавли­ вают на глубине 5 или 10 м от устья. Скважину через ведущую трубу заполняют жидкостью. Если перелив жидкости из устья прекращается, то включают секундомер и следят за лампочкой. В момент потухания лам­ почки записывают показания секундомера. Потом опускают зонд еще на 5—10 м и повторяют все операции.

При глубине статического уровня 15—20 м и менее уровень искус­ ственно снижают и замеряют скорость его подъема. В этом случае от­ счеты времени производят в момент загорания лампочки.

Г л у б и н н ы й м ан ом ет р М Г Э - 1 конструкции Казанского филиала Внииканефтегаз служит для прослеживания изменения гидростатического давления столба жидкости в скважине и состоит из датчика, канала связи и регистрирующего устройства (рис. 5.8).

Датчик представляет собой сочетание геликсоидального манометра с потенциометром. Жидкость проходит через отверстие в корпус / и дей­ ствует через мембрану 2 на манометрическую пружину 4 , связанную с по­ тенциометром 5. Раскручивание пружины, а следовательно, и поворот оси потенциометра пропорциональны давлению. Потенциометр через каротаж­ ный кабель 8 связан с вторичным прибором 9. В качестве регистрирую­ щего прибора служит электронный автоматический самописец.

Порядок работы с манометром МГЭ-i следующий. После подъема труб в скважину до статического уровня жидкости опускают датчик. При погружении датчика в жидкость на вторичном приборе загорается лам­ почка. По счетчику на лебедке определяют положение статического уровня. Затем прибор опускают ниже уровня жидкости и начинают доливать жидкость в скважину. Изменения давления записывают на ленте, скорость движения которой регулируют в зависимости от интенсивности поглощения

столба жидкости в скважине. Работа манометра основана на принципе из­ менения индуктивности дгтчпка, вызывающего изменение частоты моно­ вибратора. Напряжение переменной частоты подается по кабелю на по­ верхность, где частотно-модулировапный сигнал преобразуется в ампли- тудно-модулированный и детектируется катодным детектором. Нагрузкой детектора является самопишущий прибор, регистрирующий изменение дав­ ления во времени.

Датчик опускают в скважину на кабеле с помощью лебедки. Длина кабеля, спускаемого в скважину, замеряется счетчиком.

Ко второй группе приборов относятся расходомеры: РЭИ Уфнии, ГР Вниинг, Сф Севкавнии, «Разведчик» Р-8, термоэлектрический дебитомер, индикатор мощности и местоположения пласта ИМП-2 и др.

П р и б о р Р Э И У ф н и и (рис. 5.9) представляет собой импульсный расхо­ домер точечного или дискретного действия, т. е. замеры можно произво­ дить при фиксировании положения прибора в скважине в процессе непре-

202

рывного прокачивания жидкости. Чувствительным элементом служит крыль­ чатка 2, изготовленная в виде винта. На наружной части корпуса поме­ щены резиновые диски 4, направляющие основную часть потока жидкости

Рис. 5.9. Расходомер РЭИ УФНИИ:

/ — втулка; 2 — крыльчатка; 3 — кольцо; 1 — резиновые диски; 5 — сетка

Рис. 5.10. Расходомер «Разведчик» Р-8

11 I

> ' \

через крыльчатку. Верхние отверстия датчика перекрыты сеткой, предохра­ няющей крыльчатку от засорения

При вращении крыльчатки электрическая цепь кратковременно замы­ кается н па регистрирующий прибор посылается импульс. По этим импуль­ сам судят о частоте вращения крыльчатки, а следовательно, и о скорости движения жидкости па данном участке ствола скважины.

2 0 3

Зону поглощения определяют в следующем порядке. Прибор опускают на каротажном кабеле ниже статического уровня в непоглощающий уча­ сток ствола скважины, после чего начинают закачивать жидкость. При этом замеряют частоту вращения при полном расходе воды через крыль­ чатку. Затем прибор опускают в предполагаемую зону поглощения и из­ меряют скорость потока при закачивании жидкости в скважину с такой же производительностью, как и при контрольном замере. Скорость измеряют на нескольких глубинах и на каждой глубине несколько раз.

По данным замеров строят график изменения скорости потока по стволу скважины. В зоне поглощения скорость потока будет падать от кровли поглощающего пласта к подошве. По графику легко выделить мощность всех проницаемых пластов.

Принцип работы приборов ГР Вниинг, Сф Севкавнии, «Разведчик» Р-8 аналогичен РЭИ Уфнии.

Р а с х о д о м е р <гРазведчик» Р - 8 (рис. 5.10), разработанный в КБ объеди­ нения Саратовнефтегаз, измеряет скорость потока жидкости в скважине по давлению скоростного напора на упругий элемент. Основные узлы прибора — индуктивный преобразователь и мембранный узел.

Прибор поднимают на каротажном кабеле с постоянной скоростью навстречу потоку жидкости, закачиваемой в скважину с постоянной по­ дачей.

Давление передается через резиновый разделитель 2 на жидкость внутри прибора. Жидкость под действием избыточного давления перете­ кает по узким каналам 5 во внутреннюю полость коробчатой мембраны /. Мембрана деформируется и перемещает связанный с ней якорь 3 индук­ тивного датчика 4 , преобразующего перемещения якоря в электрический сигнал и передает его по кабелю на фоторегистратор каротажной станции.

Для защиты от внешнего давления электромеханический преобразова­ тель заполняется кремнийорганической жидкостью. Прибор фиксирует на­ грузку от скоростного напора по всей поверхности разделителя, поэтому частичное загрязнение разделительной пленки не нарушает работоспособ­ ности прибора, а только уменьшает его чувствительность. Показания при­ бора соответствуют сумме скоростей подъема и течения жидкости по стволу скважины. Места изменения скорости могут характеризовать зону поглощения, водопроявления. сужения и расширения ствола скважины.

Т е р м о эл е к т р и ч е с к и й д еби т ом ер . С помощью дебитомера определяют

интервалы зон поглощения. Датчиком прибора является проволочное со­ противление. При пропускании через датчик тока проволока нагревается. При погружении датчика в поток жидкости он будет охлаждаться, при­ чем охлаждение будет тем больше, чем больше скорость потока жидкости. В соответствии с изменением температуры датчика изменяется и его со­ противление, которое регистрируется на поверхности.

В процессе замера в скважину необходимо непрерывно доливать жид­ кость. При интенсивном перетоке пластовых вод замеры можно произво­ дить без долива.

Причину поглощений и полную характеристику поглощающего пласта можно получить с помощью установки контроля за процессом бурения и осложленностыо разреза КПБО-1, разработанной Татнии.

2 0 4

Установка КПБО-1 позволяет регистрировать на одной диаграммной ленте проходку на долото во времени, количество выходящего из сква­ жины бурового раствора, нагрузку на долото, давление в нагнетательной линии, глубину скважины и др.

5.4.КЛАССИФИКАЦИЯ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ, ВЫБОР СПОСОБОВ

ИСРЕДСТВ ИХ ИЗОЛЯЦИИ

В настоящее время нет единой классификации зон поглощении, кото­ рая могла бы служить базой для выбора рациональных способов и средств ликвидации поглощений в разных районах бурения.

На основе опыта проводки скважины на месторождениях Урало-По- волжья классификацию зон поглощений и выбор мероприятий по их изо­ ляции предложено проводить по величине коэффициентов удельной при­ емистости q|, q%, с^з характеризующих определенные среды, которыми мо­ жет быть представлен поглощающий пласт [7, 30].

Первая среда представляет собой трещиновато-кавернозные породы,

Третья среда — это мелкопорнетая порода, движение жидкости через которую описывает следующий закон:

где S|, Si, 5з — коэффициенты приемистости; Ар — перепад давления.

В общем случае проницаемый пласт состоит из трех сред: трещнно-

где Qc, Q1, (?2, Qa— расходы жидкости.

Коэффициенты приемистости характеризуют размеры каналов филь­ трации: 5[ — от долей миллиметров до нескольких сантиметров; S2— от десятков микрометров до долей миллиметров; S3 — от нескольких до де­ сятков микрометров.

Коэффициенты удельной приемистости qu q2 и q-л равны соотношению коэффициентов приемистости Si, S2 Sj к площади фильтрации поглощаю­ щего пласта. По величине этих коэффициентов разработана классификация зон поглощений.

2 0 5

Коэффициенты приемистости определяют по данным гидродинамиче­ ских исследований скважин с использованием в качестве раствора техни­ ческой воды [7, 30],

Наибольшие трудности возникают при изоляции зон поглощения в тре­ щиноватых и кавернозных породах (первая среда), характеризующихся коэффициентом q\. Менее сложные работы проводятся в отложениях (вто­ рая среда), характеризующихся коэффициентом q2. Мелкопористая порода (коэффициент q3) вообще не изолируется, так как не представляет опас­ ности при бурении.

Б табл. 5.4 и 5 5 даны рекомендации по проведению изоляционных ра­ бот в скважине в зависимости от величины коэффициентов удельной при­ емистости q\ и q2-

Т а б л и ц а 5.4

Классификация зон поглощений по коэффициенту удельной приемистости, способы и средства их изоляции

Т а б л и ц а 5.5

Классификация зон поглощений по коэффициенту удельной приемистости q2t способы и средства их изоляции

206

Выбор типа и размера наполнителя уточняют по результатам намыва их а зону поглощения. Если намыв определенного типа и размера напол­ нителей не приводит к снижению интенсивности поглощения, то наполни­ тель необходимо заменить более крупным или использовать смесь напол­ нителей.

Наполнители намывают в зону поглощения до тех пор, пока интенсив­ ность поглощения не снизится и коэффициент удельной приемистости не достигнет 0,1. После этого рекомендуется закачивать тампонажную смесь.

Если намыв наполнителей п закачивание тампонажных смесей не снизят интенсивность поглощения, то для изоляции поглощающих пластов следует применять перекрывающие устройства.

Рекомендации по выбору наполнителей в зависимости от категории

Табл. 5.4—5.6 составлены на основе опытных данных, полученных при бурении скважин буровыми организациями объединения Татнефть.

В классификации, приведенной в табл. 5.7, способы и средства борьбы с поглощениями рекомендуется выбирать по величине раскрытия погло­ щающих каналов. Предложенная классификация разработана на основе обобщения многочисленных результатов отечественных и зарубежных ис­ следований, а также промыслового опыта [10].

В классификацию включены 46 видов наиболее часто используемых тампонажных смесей и способов борьбы с поглощениями, разделенных на восемь классов по величине раскрытия каналов.

При отсутствии положительных результатов от применения тампонаж­ ной смеси определенного класса следует выбирать смесь следующего класса, обладающего более высокими закупоривающими свойствами.

Предложенная классификация дает возможность более обоснованно подходить к выбору средств и способов борьбы с поглощениями бурового раствора в глубоких скважинах, для бурения которых используют глини­ стый раствор.

2 0 7

208

П р о д о л ж е н и е т а б л . 5. 7

2 0 9

П р о д о л ж е н и е т а б л . 5 . 7

210