Раздел. 3. Анализ инженерно-геологических условий бурения.

 

На основе выданного задания для курсового проекта необходимо проанализировать возможные осложнения при бурении отдельных интервалов горных пород и дать предварительные рекомендации по регулированию параметров промывочных жидкостей с целью устранения этих осложнений. Анализ характерных осложнений при бурении в различных видах горных пород приведен в табл. 1 стр. 8 [3], а также в других источниках [1, стр. 13; 5, стр. 303].

 

1. Интервалы без осложнений.

0 – 200 м., чередование глин, пески с галькой.

При бурении таких пород возможны их осыпания, вывалы гальки из стенок скважины, что мешает нормальному процессу бурения. Промывочная жидкость должна обладать улучшенными структурными свойствами, чтобы обеспечить закрепление стенок скважины.

1500 – 1820 м., песчаники, аргиллиты.

В аргиллитах возможно выпучивание пород за счет избыточного показателя фильтрации промывочной жидкости. Необходимо улучшить фильтрационные свойства.

2250 – 2550 м., доломит с прослоями известняка. При перебуривании этого интервала возможно обогащение катионами Ca⁺⁺ и Mg⁺⁺, что может привести к коагуляционному загущению раствора. Необходимо в раствор вводить защитные респекты (лигносульфонаты).

2. Интервалы с осложнениями.

В интервале от 600 до 1100 м. наблюдаются осыпи и обвалы.

Фильтрат бурового раствора, проникая по трещинам и каналам таких пород, умельшает связность между их частицами, которые затем обрушаются в ствол скважины. Чтобы этого избежать, необходимо улучшить качество раствора за счет повышения его реологических параметров, а также необходимо уменьшить показатель фильтрации бурового раствора для исключения набухания глинистых пород. Кроме того, обвалы горных пород могут происходить за счет действия бокового давления этих пород, превышающего гидростатическое давление на данной глубине.

Условия устойчивости горных пород.

где Р_гст – гидростатическое давление столба промывочной жидкости,

Р_гст = ,

где - плотность пром. жидкости г/см³;

- ускорение свободного падения; м/с²;

Н – мощность слоев до рассматриваемого интервала обрушения, М.

Р_бок – боковое давление горных пород.

,

где – коэф. Пуассона;

- коэф. бокового распора.

- напряжение от веса выше залегающих горных пород – геостатическое давление.

где - средняя плотность горных пород, г/см³

 

Рассчитываем следующие параметры:

 

Условие устойчивости горных пород выполняется ( )

Причина обваливания горных пород – это проникновение промывочной жидкости в трещины ее фильтрата. Необходимо увеличить реологические свойства и уменьшить показатель фильтрации.

В интервале от 1820 до 2040 м. наблюдается поглощение бурового раствора.

Пласт поглощает буровой раствор только при условии, когда давление столба бурового раствора превышает давление жидкости в пласте и проницаемость раствора достаточно высока.

Поглощение соответствует 10-ой категории (к = 10).

Поглощение такой интенсивности можно ликвидировать путем ввода в промывочную жидкость наполнителя, уменьшающего поглощающую способность с последующим тампонированием интервала поглощения, при необходимости. Предусматриваем ввод пластинчатого целлофана в количестве 6 – 8 % к объему жидкости.

В интервале от 2040 до 2250 наблюдается нефтепроявления. Р_пл = 15 МПа. Породы – песчаник, доломит, аргиллит, глина с галькой.

Основное условие сохранения проницаемости продуктивного коллектора – это во-первых, не превышение гидростатического давления по сравнению с пластовыми, во-вторых, соответствие состава пластового флюида и промывочной жидкости для вскрытия продуктивного горизонта. С этой целью необходимо использовать раствор на углеводородной основе.

Анализ других видов осложнений при бурении скважин приводится в табл. 1 стр. 8 [3].