Разработка технологии управления гидравлическими разрывами пластов при комбинированном способе крепления в разведочных скважинах Севера Западной Сибири

• Автор: Блинов, Борис Михайлович
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 189 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

В в е д е н и е

1. Анализ состояния теоретических и промысловых исследований явлений разрыва горных пород .

1.1. Существующие теории гидравлического разрыва

пласта в скважине по литературным данным

1.2. Теоретическое обоснование способа управления гидравлическими разрывами пластов при цементировании обратным способом в условиях поглощающей скважины .
1.3. Анализ известных способов и выбор методики определения значений давлений гидроразрывов пластов применительно к условиям цементирования
колонн

В ы в о д ы.

2. Особенности геологотехнических условий крепления скважин на площадях НадымДурской нефтегазоносной области

2.1. Особенности геологического разреза НадымДурской нефтегазоносной области .

2.1.1. Устойчивость стенок ствола скважины .
2.1.2. Характер деформации горных пород при гидравлическом разрыве пластов
2.2. Анализ технологии крепления ствола глубоких
разведочных скважин
В ы в о д ы.
3. Лабораторные исследования влияния отдельных факторов на процесс образования трещин и движения по ним растворов при гидравлическом разрыве горных пород.
3.1. Физикомеханические свойства горных пород геологического разреза.
3.1.1. Значение величины полного горного давления
3.1.2. Лабораторные исследования по определению модуля деформации глинистых пород
3.2. Лабораторные исследования движения растворов по плоскорадиальным трещинам .
3.2.1. Обоснование выбора методики лабораторных исследований .
3.2.2. Описание стенда и моделей трещины .
3.2.3. Исследование зависимости изменения давления при движении растворов по узким щелям .
3.2.4. В ы в о д ы .
3.3. Лабораторные исследования реологических свойств тампонажных растворов на приборе Реотест2
3.3.1. Цементного раствора .
3.3.2. Специального облегченного цементнобентонитового раствора.
3.3.3. В ы в о д ы
4. Промысловые исследования определения глубин и градиентов давлений разрыва и поглощения геологического разреза скважины
4.1. Исследования поглощений тампонажных растворов
при цементировании колонн .
4.1 Л. Интервалы поглощения при прямом способе цементирования .
4.1.2. Интервалы поглощения при гидравлических разрывах в процессах обратного закачивания бурового и тампонажного растворов
4.1.3. Расположение и ориентация трещин при гидравлических разрывах пластов
4.1.4. Критические давления разрыва горных пород и давления поглощения растворов при гидравлических разрывах пластов НО
4.1.5. Градиенты давлений разрыва и поглощения горных пород геологического разреза площадей НадымПурской нефтегазоносной области III
4.2. Методика выделения глубин поглощения растворов при цементировании колонн по результатам геофизических исследований скважины
4.3. Методика прогнозирования интервалов разрыва
горных пород расчетным способом
4.3.1. Радиус разгрузки горного давления в скважине.
4.3.2. Номограмма расчета радиуса разгрузки горного
давления.
В ы в о д ы.
5. Технология крепления скважин с низкими градиентами разрыва горных пород комбинированным способом
5.1. Принципиальная схема технологии крепления
скважин.
5.2. Методика расчета объемов тампонажных растворов, закачиваемых на поглощение при гидравлических разрывах пластов, в процессе обратного цементирования
5.2.1. Эпюра распределения давления разрыва и поглощения по трещине .
5.2.2. Примерный расчет раскрытия трещины при закачивании растворов на поглощение
5.2.3. Условие равновесия скважина поглощающая трещина .
5.2.4. Номограмма расчетных значений объемов тампонажных растворов при обратном цементировании в условиях равновесия скважина поглощающая трещина .
5.3. Оптимальный комплекс геофизических исследований качества цементирования обсадных колонн при
комбинированном способе крепления
В ы в о д ы.
6. Анализ результатов применения комбинированного способа крепления скважин на севере Западной Сибири
6.1. Анализ качества цементирования колонн комбинированным способом.
6.2. Экономическая эффективность использования комбинированного способа крепления
В ы в о д ы.
Заключение основные выводы.
ЛИТЕРАТУРА


В механизме распространения трещин в упругих материалах важное значение имеет условие конечности напряжений в концах трещины,известное как условие С. А.Христиановича. Для того,чтобы лучше понять смысл этого условия,необходимо рассматривать в качестве примера остроконечную трещину,образовавшуюся в бесконечной упругой плоскости под действием равномерной нагрузки, приложенной к внутренней поверхности трещин. Решение этой задачи получено методом Н. И.Мусхелишвили , который показывает,что в концах такой трещины напряжения безгранично возрастают. Поскольку ни один реальный материал не может выдержать бесконечно больших напряжений, трещина, находящаяся только под действием сил, стремящихся е расширить, будет распространяться неограниченно . В работе С. А.Христианович дает определение трещин. Горизонтальная трещина это такая трещина, которая образуется в результате деформации горных пород в вертикальном направлении. Она может иметь очень сложную пространственную форму. С другой стороны, вертикальная трещина это трещина, которая расширяется за счет перемещения в горизонтальном направлении. В работах , Ю. П.Желтовым освещены механизм и основы математического описания явлений и процессов деформации горных пород при помощи представлений и методов механики сплошных сред. Ю.П. Желтов 3 предполагает две стадии деформации трещиноватого пласта. При создании сравнительно небольшого перепада давления жидкости между скважиной и пластом происходит некоторое расширение, повидимому, всех естественных трещин в призабойной зоне без нарушения первоначальной структуры пласта. Это расширение трещин можно назвать первой стадией деформации трещиноватого пласта. Следующее повышение давления жидкости в скважине приводит к возникновению разрывов в породах и соединению естественных трещин. При этом. Поэтому гидравлический разрыв пласта в породах с первоначальной естественной трещиноватостью Ю. П.Желтов называет второй стадией деформации трещиноватого пласта. Авторы ,, и многие другие, исходя из теоретических предпосылок С. А.Христиановича и Ю. П.Желтова, получили экспериментальные подтверждения разгрузки пластов от полного горного давления в пробуренных скважинах. В,И. Однако автор прежде всего отмечает, что поглощения связаны с трещинной пористостью и степенью раскрытия трещин. Поглощения промывочных жидкостей в скважинах происходят в пластах, которые могут быть представлены пористыми, трещиноватыми или кавернозными породами. Но эти разности горных пород в чистом виде в природе наблюдаются редко, так как часто пористые песчаноалевритовые породы имеют трещины и обладают как поровой, так и трещинной проницаемостью, а кавернозные породы разбиты микротрещинами различной раскрытости. Из зарубежных исследований еще в г. Теорией образования трещин под действием давления занимались Р. Скотт, В. Бирден, Дж. Е.Харрисон, В. Кишник 6 и другие 8,,,,2,3, 4, 5, 7, 8, 9, III, ИЗ. Заслуживают внимания работы В. Ф.Роджерса , который объясняет причины поглощений наличием в стенках ствола скважины естественных и искусственных каналов достаточно больших размеров, чтобы по ним могла течь в пласт промывочная жидкость, и наличием более высокого давления в скважине по сравнению с пластовым. Автор отмечает, что одни исследователи считают горные породы подобными упругим телам и на этой основе строят расчет гидроразрыва, а другие считают, что горные породы пластичны вблизи ствола скважины и упруги вдали от него. Автор также считает, что с точки зрения напряженного состояния горные породы, окружающие ствол скважины, нужно рассматривать,как толстостенный цилиндр,характеризуя материал цилиндра горную породу
коэффициентом Пуассона и модулем Юнга Е, пористостью и т. В СССР гидравлический разрыв пласта начал применяться в г. Башкирии, основное назначение которого было направлено на решение вопросов развития нефтедобычи или развитие методов интенсификации добычи нефти. В Советском Союзе в последние годы разработано много эффективных способов исследования и изоляции поглощающих горизонтов, классифицированы поглощения,отработаны рецептуры тампонирующих растворов для их изоляции.