Стадии определения плотностей буровых растворов для обеспечения устойчивости ствола скважины

Рис. 1.11.

Устойчивость горизонтальных скважин в-неуплотненных породах

На основании предыдущих разделов представляется, что 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 сравнению 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 фут) 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