Обеспечение правильной оценки параметров продуктивного пласта
Успешное бурение невозможно без точной оценки параметров продуктивного пласта, особенно на стадии разведки. На оценку параметров продуктивного пласта влияют химические и физические свойства бурового раствора. Оценка параметров также зависит от физического и химического состояния скважины после бурения. При проведении бурения постоянно ведется учет данных, получаемых на основе информации о буровом растворе. Этим занимаются специалисты, которые регистрируют нефте- газопроявления, исследуют минеральный состав выбуренного шлама, изучают палеонтологические свидетельства и видимые признаки присутствия углеводородов. Данная информация регистрируется в журнале (mud log), в который вносятся также литологические данные, показатели скорости проходки, данные газового каротажа, данные о наличии выбуренного шлама со следами нефти, а также другая информация.
Дополнительные сведения для более полной оценки параметров пласта можно получить путем проведения электрического каротажа с помощью приборов, спускаемых на кабеле. Данный принцип (спуск инструментов на кабеле) используется и для извлечения бокового керна. В процессе каротажных работ исследуются акустические, радиоактивные и магнитно-резонансные свойства пласта, по результатам исследований определяется литологический состав породы и характер пластовых флюидов. Для непрерывного проведения каротажных работ во время бурения существуют специальные инструменты (LWD). Также проводятся лабораторные исследования, для чего в продуктивном интервале выбуривают цилиндрический участка породы (керн). Потенциально продуктивные участки породы изолируются для проведения испытаний пласта Formation Testing (FT) или опробования пласта пластоиспытателем, спускаемым на колонне труб Drill-Stem Testing (DST). В результате исследований получают данные о давлении в этих участках пород и образцы пластовых флюидов.
Буровые растворы оказывают значительное влияние на все перечисленные методы оценки пласта. Например, при диспергировании выбуренных частиц в растворе, невозможно получить данные об объеме выбуренного шлама на поверхности. Или, при недостаточно эффективном выносе шлама из скважины трудно определить глубину, на которой началось его образование.
Буровые растворы на нефтяной основе, лубриканты, асфальтовые и другие добавки препятствуют определению признаков присутствия углеводородов на выбуренном шламе. Определенные виды электрокаротажа эффективно действуют в присутствии проводящих растворов, другие работают в непроводящих растворах. Свойства бурового раствора влияют на результаты исследований пласта, проводимых методом электрического каротажа. При избыточном объеме фильтрата бурового раствора нефть и газ могут быть «вымыты» из околоствольной зоны. Это может отрицательно сказаться на показаниях каротажных диаграмм и результатах исследования образцов, полученных при проведении пластоиспытаний. Высокое содержание ионов калия в растворе может повлиять на результаты исследований природной радиоактивности пласта. При высокой минерализация фильтрата бурового раствора бывает трудно, а иногда невозможно расшифровать данные электрокаротажных диаграмм.
Спуск каротажных приборов должен проводиться от устья к забою скважины, результаты замеров, полученные с помощью приборов, передаются на поверхность. Для получения оптимальных результатов, буровой раствор не должен быть слишком вязким, он должен обеспечивать стабильность ствола, удерживать выбуренную породу в состоянии взвеси и препятствовать кавернообразованию. К тому же, диаметр ствола скважины должен быть близким к номинальному от верхнего интервала и до забоя, поскольку расширение ствола и/или толстая фильтрационная корка могут привести к изменчивости показаний каротажной диаграммы и увеличению вероятности прихвата инструментов для внутрискважинных исследований.
Выбор раствора для выбуривания керна зависит от метода исследования. Для проведения только литологических исследований (определения минерального состава) тип раствора не играет существенной роли. В случае, если керн планируется использовать в ходе исследований на заводнение и/или смачиваемость, потребуется "облегченный" раствор на водной основе с нейтральным pH, без добавления ПАВ и каких-либо разжижителей. Если керн предназначен для определения водонасыщенности коллектора, для его извлечения необходимо использовать «облегченный» нефтяной раствор без добавления ПАВ, воды или соли. Бурение с отбором керна чаще всего рекомендуется проводить на растворах, содержащих минимум присадок.
Коррозионный контроль
Растворенные газы … могут являться причиной возникновения осложнений, связанных с коррозией…
Компоненты бурильной и обсадной колонн, находящиеся в постоянном контакте с буровым раствором, подвержены различного рода коррозионным воздействиям. Проблемы, связанные с коррозией, могут возникнуть как на поверхности, так и внутри скважины, в результате действия растворенных газов, таких как кислород, сероводород, двуокись углерода. Низкий показатель щелочности (pH) обычно усиливает действие коррозии. Из этого следует, что одной из важных функций бурового раствора является поддержание допустимого уровня воздействия коррозии. Защищая металлические поверхности от коррозии, буровой раствор в то же время не должен разрушать детали, изготовленные из резины и эластометров. Там, где внутрискважинные условия позволяют это сделать, следует использовать специальные металлы и эластомеры. На всем протяжении процесса бурения необходимо использовать контрольные пластинки для определения типа и степени коррозии.
Аэрирование, вспенивание и другие процессы, происходящие в результате насыщения раствора кислородом, могут за очень короткое время привести к коррозионному разрушению. В случае, если существует серьезная опасность коррозионного разрушения, прибегают к использованию химических ингибиторов и нейтрализаторов. В случае необходимости использования химических ингибиторов, делать это надо с осторожностью, при постоянном отслеживании состояния с помощью контрольных пластинок, позволяющих установить правильность подбора и объем добавления ингибитора.
Действие сероводорода разрушительно, за короткий период времени оно может привести к серьезному повреждению оборудования или полному разрушению бурильных труб. Этот газ также очень опасен для здоровья людей, воздействие на человеческий организм даже в небольших концентрациях очень быстро может привести к летальному исходу. При бурении в условиях сероводородной агрессии, следует использовать растворы с высоким уровнем рН, обработанные реагентами, осаждающими сульфиды, такими как цинк.