Устойчивость горизонтальных скважин в слабых пластах.

Бурение горизонтальной скважины сквозь слабые пласты, например, слабые песчинки и несвязанный песок, потребует большого утяжеления раствора. Это скомпенсирует большие напряжения, возникающие на стенках скважины.

Однако операторы, принимавшие участие в бурении таких пластов, указывают, что небольшой избыток плотности по охранению с использовавшейся в вертикальных скважинах, может оказаться достаточным для поддержания устойчивости в таких пластах. Также следует учитывать необходимость минимизации давления гидравлических ударов поршневой пульсации и исключения, прихвата под действием перепаде давлений.

Неустойчивость горизонтальных скважин, пробуриваемых через слабые породы, может представить меньшие трудности, чем ожидается, отчасти из-за того, что они не действуют в «линейной эластичной» манере. Другим возможным доводом за возможный успех горизонтального бурения в таких слабых пластах является тщательное планирование и обширная практика бурения.

Состояние ствола и связанные с этим плотности буровых растворов в вертикальных скважинах следует проверять таким же образом, как и на искривленном участке. Затем можно оценить лучшую плотность бурового раствора, обеспечивающего правильность размеров ствола.

Полевые данные доказывают, что горизонтальные скважины, даже в слабых песчаниках и несвязанных песках, можно бурить при той же самой. плотности бурового раствора, что и для вертикальных скважин, или при небольшом ее избытке. Однако это наблюдение базируется лишь на небольшом числе горизонтальных скважин, пробуренных в таких пластах. Было бы опрометчиво заключить, что слабые пласты никогда не представят трудностей в плане устойчивости стволов скважин.

Первым свидетельством неустойчивости ствола скважины очевидно будет заваливание при подъеме из скважины с возможным отсечением горизонтального участка. Следует определить устойчивость ствола и оценить плотность бурового раствора, если удалось пробурить и измерить нутромером первый участок в 50-100 м (165-328 фт) ствола.

При планировании горизонтального участка следует учесть:

· Плотности бурового раствора, требовавшиеся в предшествующих вертикальных скважинах для поддержания размеров стволов.
· Дифференциальные давления, вызывавшие прихват под действием перепада давлений в предшествующих скважинах.
· Градиент давления гидроразрыва пласта в продуктивном пласте перед бурением горизонтальной скважины (Это особенно важно для пластов с избыточным давлением).
· Наиболее устойчивое направление бурения скважины.
· Определите, необходимо ли устанавливать последний башмак обсадной колонны над продуктивным пластом. Если да, то сколько сланцевой глины останется в стволе без обсадки в ходе бурения горизонтальной секции.
· Влияние плотностей бурового раствора и длины стола на величины эквивалентной плотности циркуляции (Приведет ли это к прихвату под действием перепада давлений или к гидроразрыву пласта при закачивании?)

Если эквивалентная плотность циркуляции снизилась в отсутствие циркуляции (например, при подъеме из скважины):
· Снизьте скорости подъема, чтобы уменьшить давления гидравлических ударов поршневой пульсации, особенно в неуплотненных пластах
· Проверьте или измерьте состояние ствола

Применения радиуса закругления.

С точки зрения устойчивости ствола обычно лучше предпочесть более высокую скорость проходки при радиусе меньшей длины.

На искривленном или наклонном участке с малым радиусом окажется меньшая по длине часть сланцевых глин. Следовательно, из-за неустойчивости ствола можно предполагать меньший объем обрушения. Также может представиться возможность отсечь ненадежный пласт обсадкой перед тем, как перейти к проходке участка с коротким радиусом.

Наоборот, проведение работ непосредственно в заведомо сложном пласте может создать больше сложностей для средних и коротких радиусов, при которых достичь планируемой скорости проходки будет гораздо сложнее.

Требования к планированию устойчивости ствола

Устойчивость ствола скважины является развивающейся технологией. Проводимые ниже пункты перечня следует сопоставить между собой. При возможности следует вступить в контакт с экспертами по устойчивости скважин для консультации.

Планирование устойчивости горизонтальных скважин следует разделить на две части:
· Требования к плотности бурового раствора для искривленного участка
· Плотности бурового раствора., необходимые для горизонтального участка

Для определения подходящих плотностей бурового раствора следует получить с соседних скважин следующую информацию:
· Многоосевые замеры и данные о геометрии ствола с соседних вертикальных скважин
· Плотности буровых растворов, прикидочные и измеренные давления в скважине
· Величины фильтрации и имеющиеся данные о гидравлическом разрыве пласта
· Отчеты о бурении и заканчивании скважины

В связи с рекомендациями о плотности бурового раствора следует также рассмотреть следующие проектные аспекты:
· Оптимизацию наклона и направлений скважины
· Решение по программе обсадки для сокращения до минимума ненадежных участков, не закрытых обсадными трубами

Выводы

Для устойчивости ствола скважины плотности буровых растворов должны быть достаточно высокими. Однако избыточно высокие плотности буровых растворов снижают механическую скорость проходки и повышают риск потери циркуляции/прихвата под действием перепада давлений. Таким образом, рабочий диапазон плотностей бурового раствора должен быть сбалансирован.
· Используйте плотности буровых растворов (большие, чем были успешно использованы на соседних обычных скважинах), чтобы исключить трудности, связанные с неустойчивостью наклонно/горизонтальных участков скважин
· При бурении сланцевоглинистых участков с РУО повышайте плотность бурового раствора на 0,06 /30^ (0,5 фунт/галл./30^) наклона сверх плотности бурового раствора, применяемого для вертикальных скважин. (При этом не учитывается ориентация ствола скважины). Это было с успехом использовано повсеместно.
· В геологически неактивных регионах бурение параллельно минимальному горизонтальному напряжению обеспечивает большую устойчивость ствола скважины.
· Определите направление минимального горизонтального напряжения, исходя из данных о геометрии стволов или о гидравлическом разрыве пласта.
· Рассмотренный «градиент давления гидроразрыва пласта» в действительности больше, чем градиент инициирования гидроразрыва (ГИГ) и градиент распространения гидроразрыва пласта (ГРГ). ГИГ снижается с возрастанием угла ствола. ГРГ остается постоянным.
· Эквивалентная плотность циркуляции (ЭПЦ) возрастает при горизонтальном бурении. ГРГ остается постоянным. Скважину невозможно пробурить без большой фильтрации, если ЭПЦ больше, чем ГРГ.
· Это особенно важно для продуктивных пластов под высоким давлением с небольшой разницей между пластовым давлением и «градиентом давления гидроразрыва пласта».
· ГРГ следует определить при планировании наклонного/горизонтального разбуривания. Для этого рассмотрите малые трещины в соответствующей точке одной из ранее оцененных скважин.
· Ограниченный опыт в горизонтальном бурении неуплотненных песков показал, что для сохранения устойчивости требуется та же плотность, что и для вертикальной скважины, либо слегка повышенная.
· Где возможно, программа обсадки/профиля скважины должна предполагать защиту обсадкой потенциально опасных зон, расположенных под малыми углами.
· В идеале перед бурением горизонтального участка следует оставить открытым минимальное количество лежащих сверху сланцевых глин.

0

Добавить комментарий

Войти с помощью: