книги / Прихваты колонн при бурении скважин

трацнонкая корка, воспроизводился прихват индентора, а затем его сдвиг но корке и замерялась сила сдвига (время формирования корки 30 мим, время прихвата 30 мин). Исследовали как нату­ ральный буровой раствор, так и его модели. Результаты экспери­ ментов приведены на рис. 13, из которого следует, что:

и назначения схемы обработки бурового раствора при проводке скважин в условиях Западной Сибири.

Для исследований был использован буровой раствор, приго­ товленный из шлама, отобранного при бурении скважины на Самотлорском месторождении и обработанный 1,5% КССБ. Пара­

Полученное значение (?раСч = 0,263 < Отаол = 0,478, следова­ тельно, гипотеза однородности 'дисперсии принимается. Урав­ нение регрессии имеет вид:

.. У =_bp -j- fri-Vi4~ Ьп.х2+ bnx~{ -j- Ь*»х\ 4- Ь12ххх2.

531;

В ортогональном планировании коэффициенты регрессии и их ошибки определяются по формулам

Вычнслим коэффициенты:

^ = ( 2 ^ ) / 6 = “ 6 1’8 / 6 = - 10’30;

b* = ( Z XaJtJi) l 6 = -20-8/6 = -3 ,4 7 ;

Ьп = ( 2 4iy i ) I 2 = —7,94/2 = 3,97;

После перевода кодированных значений в натуральные полу­ чаем следующее уравнение;

Дисперсия адекватности

тде S R— остаточная сумма квадратов

N

i=i

Дисперсия воспроизводимости для нулевой точки

(73)

5 4

ГКЖ-Ю и нефти убедительно подтверждается данными по буре­ нию 36 скважин Самотлорского месторождения. После статисти­ ческой обработки этих данных (табл. 18) оказалось, что наиболее высокие показатели механической скорости и проходки на долото получены при совместном применении ГКЖ-Ю и нефти. В настоя­ щее время с применением нефти и ГКЖ-Ю в Западной Сибири бурится больше половины скважин.

55

СНИЖЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПРИСТВОЛЬНОЙ ЗОНЫ

В ряде случаев, когда основной фактор при возникновении при­ хватов — высокая проницаемость среды и, как следствие, боль­ шая гидропроводность в системе скважина — пласт, необходимо снизить проницаемость коллектора. Некоторого уменьшения фильтрации можно достичь заполнением приствольной зоны твер­ дыми частицами бурового раствора (глина, утяжелитель) или закупориванием пор пласта фильтратом, в состав которого входят гипан, КССБ, УЩР и другие вещества, имеющие щелочную ре­ акцию и образующие с пластовой водой хлоркальциевого типа нерастворимые осадки.

Способ механической кольматацпи, основанный на удалении верхних слоев корки и последующем формировании более плотной и менее проницаемой корки, повышает эффективность закупорива­ ния, однако он трудоемок. По имеющимся сведениям, для умень­ шения проницаемости пород, с 2- 10—12 до 30 -10 15 м2 требуется неменее трех циклов удаления корки и последующего ее формирова­ ния. В то же время, как показали исследования ВНИИКРиефти, кольматированием керна с аналогичной исходной проницаемостью 10 %-ным раствором гипана достигается практически нулевая про­ ницаемость.

Для выбора эффективного кольматирующего агента, который бы позволил за одну операцию снизить проницаемость породы до 2—5-10~1г' м2, т. е. до проницаемости, практически соразмерной с проницаемостью фильтрационной корки, был поставлен специаль­ ный эксперимент. В качестве образцов проницаемых сред исполь­ зовали цементный камень и металлокерамические фильтры. Про­ ницаемость замеряли на приборе ГК-5 по методике, принятой для кернов. В качестве кольматирующего агента применяли отверж­ даемую полимерную композицию. Перепад давления при кольматнрованни составлял 105 Па. Результаты опытов приведены в табл. 19.

Глубина проникновения полимерной композиции составила 3 и 7 мм соответственно через 2 и 5 мин. В состав полимерной ком­ позиции входили смола ТС-10 и фенолформальдегидный олиго­ мер с мольным отношением фенола к формальдегиду 1:1,2. От­ верждаемая смесь состояла из 65—55% глинистого раствора, 15—

56

фильтр

10% формалина и 30—20% смолы ТС-10. Последняя представляет собой смесь суммарных сланцевых водорастворимых фенолов (76%), пластификатора-этиленгликоля (8 %), катализатора поликоиденсацпм — 2 0 %-иого водного раствора едкого натра (16%).- Прн смешивании в определенной пропорции бурового раствора; ТС-10 и формалина в результате полнконденсацнн суммарных, водорастворимых сланцевых фенолов с формальдегидом образу­ ется фенолформальдегидный полимер с глинистым раствором в качестве наполнителя. Время с момента приготовления смеси до начала ее загустеванпя и отверждения зависит от объема п моль­ ного соотношения фенола и формальдегида, температуры среды.,

химической обработки раствора.

В качестве объекта кольматирования использовали металлоке­ рамические фильтры диаметром 50 мм, толщиной 10 мм, а также названные фильтры с глинистой коркой, для формирования кото­ рой были использованы растворы, параметры которых прпведены в табл. 20.

О степени кольматирования судим по изменению пронпцас:юсти образцов до и после твердения полимерной композиции. Экс­ перименты проводили на установке УИОП-1 . Корка формирова­ лась при перепаде давления 3 МПа в течение 1 ч. Фильтры и корки

5“.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ОБВАЛИВАЮЩИХСЯ ПОРОД ОТВЕРЖДАЕМЫМИ РАСТВОРАМИ

При бурении зон неустойчивых отложений (как правило, пред­ ставленных глинами) не всегда удается профилактическими ме­ тодами добиться исключения осложнений процесса проводки сква­ жин. Одним ил эффективных технологических решений проблемы борьбы с осыпями и обвалами пород является их закрепление с применением отверждаемых растворов, отличительная особенность

62:24: 14. Начало загустеваиия такой смеси при комнатной темпе­ ратуре 60—70 мин, конец 80—100 мин, вязкость (7—8)-10_3Па-с. Смесь не содержит твердых частиц, плотность ее 1,05 г/см3. Для различных температурных условий подбирается оптимальное

ственно снижается). Важно отмстить, что степень минерализации вод и окружающая среда не влияют на прочностные свойства смеси.

В связи с тем, что размеры пор в породах, склонных к (Нару­ шению, превосходят размеры молекул моноконденсатов, послед­ ние проникают в пласт и полнконденсируются в нем с образованием твердого тела. Фенолформальдегидный полнкоиденеат характери­

В растворах поливалентныхсолей за этот же период произошла осадка образцов-на 3—5%, а прочность их возросла в 1,5—2 раза.

Поскольку поликонденсат непроницаем для воды и очень мало набухает в ней, процесс набухания и разрушения пород, инъекцированных поликонденсатом, приостанавливается и даже прек­ ращается. Проникновение раствора в породу достаточно велико, поэтому порода закрепляется не только у самой стенки скважины, но и на некоторую глубину. Создание в приствольной зоне сква­ жины своеобразного водонепроницаемого экрана позволяет бурить с применением растворов практически любой водоотдачи и не опа­ саться разрушения защитной пленки при спуско-подъемных опе­ рациях.

Лабораторные исследования влияния отверждаемого раствора на породы, склонные к обвалообразованию, в частности на глины в приствольной зоне модели скважины, были выполнены следую­ щим образом. Измерения проводили на цилиндрических полых об­ разцах наружным диаметром 25 мм, внутренним 8 мм и высотой 25 мм. Образцы были изготовлены из кернового материала путем

59