Методы обеспечения совместимости интервалов бурения

• Автор: Горонович, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 356 с. : ил.; 19х14 см

71 11-5/
Открытое акционерное общество «Газпром» Общество с ограниченной ответственностью «Газпром (ООО «Газпром экспо»)
С. Н. Горонович
МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОВМЕСТИМОСТИ ИНТЕРВАЛОВ БУРЕНИЯ
Москва 2
УДК 622.
Рецензенты: Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» (ТюмГНГУ).
Горонович С. Н. Методы обеспечения совместимости интервалов бурения. М.: ООО «Газпром экспо», 2009. — 356 с.
Рассмотрен опыт строительства сверхглубоких и эксплуатационных скважин в сложных горно-геологических условиях нефтегазового района Оренбургской области. Проанализирована природа и условия возникновения осложнений. Приведены способы получения расчетных параметров, методики расчета для планирования работ но ликвидации осложнений с использованием разработанных физико-химических методов в целях обеспечения совместимости интервалов бурения для повышения технико-экономических показателей буровых работ и достижения эксплуатационной надежности скважин как технических сооружений.
д1
ПРЕДИСЛОВИЕ
Развитие нефтегазовой индустрии определяется эффективностью технологий бурения скважин, как самого процесса разрушения горных пород, так и методов профилактики и ликвидации осложнений и аварий.
Осложнения при бурении скважин связаны с широким спектром различной природы взаимодействий горно-геологических и технологических факторов в системе «скважина—пласт».
Природа осложнений обусловлена генезисом осадочных отложений и свойствами горных пород, активностью гидрогеологических, тектонических, постседиментационных процессов при их формировании, термобарическими условиями геологических разрезов в совокупности с технологическими факторами процесса бурения, основными из которых являются составы и параметры буровых растворов и гидродинамические нагрузки в стволе скважины.
Осложнения при бурении скважин усугубляются с ростом глубин и изменением термобарических условий, а также при использовании сложных про-филсіі скважин для разработки груднодоступных запасов углеводородов, в том числе путем бурения горизонтальных участков стволов с большим отходом от вертикали.
Успешное строительство скважин и достижение их надежности как технических сооружений в своей основе требует широкого спектра фундаментальных знаний в области геологии, физики, механики, гидравлики, химии и ес специальных разделов - коллоидной, физическом химии, химии вяжущих материалов и лр.
Сложность проводки скважин зависит также от концентрации зон осложнений различной природы, которые предъявляют взаимоисключающие требования к технологии бурения и значительно сужают совместимые интерваты бурения, что приводит к росту материалоемкости конструкций скважин. В ряде случаев это препятствует рсализаі щи конструкции скважин с оптимальным диаметром эксплуатационной колонны и выполнению задач разработки месторождений углеводородов или изучению недр геологического разреза.
Наиболее часто встречающиеся осложнения при бурении связаны с поглощением буровых итампонажных растворов, флгоидопроявлениями, раз-ионапорностью пластов-коллекторов и норового давления глинистых пород, осыпями и обвалами, проявлением горною давления при течении горных пород. К редко встречающимся относятся осложнения, определяемые развитием температурных аномалий при вскрытии терригенных коллекторов, вывалы крепких пород при бурении в зонах тектонических нарушений или разви-

Глава I
на ОНГК.М весьма характерны, особенно для отложений ассельского. верх-нс- и среднекаменноугольного возраста. Это связано со структурно-генетическими особенностями пород п геологической историей развития района. Г.А. Каледой и П.А. Кал истовой установлено, что степень перекристаллизации возрастает с увеличением содержания органогенных остатков. В ассель-ских и каменноугольных отложениях преобладает биогенное карбонатонакопление. Имеет значение также и состав органики. Б.Я. Полонской и др. отмечено, что в водорослевых известняках процесс перекристаллизации идет более интенсивно.
Работами Г.А. Каледы доказано, что примесями, мешающими перекристаллизации, являются глинистые, битумные и углистые вещества, гидроокислы железа и кремнистые включения. Для пород артинского и сакмарского ярусов характерно наличие межформенного и меж кристаллического опту мои. являющихся, по-видимому, как сингснетичными продуктами (для отложений сакмарского репера), гак и продуктами окисления нефти, что препятствовало интенсивному развитию перекристаллизации в этой части разреза. Частичная перекристаллизация сакмаро-артинских отложений, более характерная для органогенных остатков, но слабо развитая в цементирующем материале.
Г.А. Кал ела и Е.А. Кал истова на примере всего разреза Русской платформы убедительно показали усиление перекристаллизации под перерывами. Для Оренбургского пала установленные перерывы предассельский. предсакмар-ский. Здесь же установлены зоны интенсивной перекристаллизации.
О влиянии процесса перекристаллизации па формирование коллекторов ОНГКМ трудно судить ввиду того, что в условиях платформы перекрис таллизация. связанная с циркулирующими растворами, нередко сопровождается частичным выносом материала. Эго приводит к увеличению емкости. В данном случае происходит наложение двух процессов — перекристаллизации и растворения. Так, перекристаллизованные известняки верхней части ассельского яруса представляют каверново-поровый коллектор вследствие широкого развития процессов растворения и выщелачивания во время предсакмар-ского перерыва.
Процессы перекристаллизации и калыштизаппи в породах Карачагаиак-ского месторождения получили широкое распространение. Все литотипы пере кристаллизованы в различной степени. Сильно перекристаллизоваиы органогенные остатки. В некоторых случаях в результате интенсивной перекристаллизации образованы тонко- и разнокристаллические известняки с реликтовой органогенной, комковатой и сгустковой структурой. Характерна также калыштнзация заполнения, установлен кальцит грех генераций. К наиболее ранней относится кальцит крустификаиионных каемок, очень распространенный в сводовых разрезах: ко второй генерации относится тонкокри-