В статье автор пытается определить основные проблемы качественного спуска обсадной колонны в Баженовской свите.
Ключевые слова: осложнение, бурение, порода, скважин.
Закачивание скважин — одна из важных операций при строительстве скважин, от качества выполнения которой зависит в конечном итоге продолжительная безаварийная работа скважины. Закачивание скважин включает в себя ее крепление: спуск и цементирование обсадных колонн (ОК). Однако не во всех случаях технологические операции по спуску обсадных колонн проходят без осложнений. Основным осложнением при спуске обсадных колонн является ее непроходимость по стволу скважины и как результат ее недоспуск. Успешный спуск обсадных колонн в скважину возможен при правильной подготовке как самих обсадных труб и технологической оснастки, так и готовностью буровой установки и оборудования, инструмента и ствола скважины. Важно так же соблюдать соответствие выбранной технологии спуска, а также свойств буровой промывочной жидкости геологическим условиям бурения в частности в отношении устойчивости пород, слагающих ствол скважины.
Общетехнологическим мероприятием по предотвращению аварий при спуске ОК является проработка мест сужения (по данным кавернометра) со скоростью 20–50 м/ч. На этом этапе обычно к буровой промывочной жидкости добавляют нефть или другие смазывающие (антиприхватные) добавки, снижающие липкость глинистой корки. При промывке перед спуском ОК параметры промывочной жидкости тщательно контролируют и доводят до регламентируемых для данной скважины значений. После промывки и проработки скважины ее ствол шаблонируется шаблоном из трех-четырех обсадных труб, который на бурильной колонне (БК) спускается в скважину. В случае недохождения шаблона до забоя и возникновении затяжки или посадок свыше 10 % от собственного веса производят повторную проработку интервалов посадок и затяжек. По окончании шаблонирования скважину промывают, длительность промывки — один-два цикла циркуляции.
Это осложнение, связанное с особенностью залегания пород в верхнеюрских отложениях в Георгиевской, Баженовской, Абалакской и Васюганской свитах (рисунок 1).
Рис. 1. Формационно-стратиграфический разрез Юрских отложений Ханты-Мансийского и Томского Приобья
Осложнение в виде осыпей и обвалов неустойчивых пород от Баженовской свиты и ниже до ЮС 1–2 возникает при разбуривании их с зенитным углом более 50 градусов. В результате при спускоподъемных операциях возникают затяжки и посадки, обсадная колонна не доходит до проектной глубины 60–100 м, происходит остановка обсадной колонны с последующим ее прихватом.
Основной причиной нарушения устойчивости глинистых пород является большое количество глинистых минералов, набухающих под воздействием буровых промывочных жидкостей на водной основе. В составе пород Баженовской свиты выделяют четыре основных класса пород: сицилиты, аргиллиты, карбонаты и микситы (таблица 1, 2). Наибольшее содержание составляют микситы.
Конторович А. Э. и др. определяют микститы как класс пород, в которых содержание ни одного из минералов (групп минералов) и минералоидов (кероген) не достигает 50 %. Из диаграммы (рисунок 2) видно, что наибольшее процентное содержание в баженовской свите составляют кероген-кремнистые, кероген-глинисто-кремнистые, кероген-глинисто-кремнистые, кремнисто-глинистые породы. Микститы и керогеновые силициты, в совокупности составляют около 90 %.
В породах Баженовской свиты 15 % составляют глинистые минералы -слюды мусковитового типа 2М1 и около 7 % смешано-слоистые минералы ряда иллит-смектит, до 2 % содержание каолинита и хлорита, 12 % составляет альбит. Именно глинистые минералы, по нашему мнению, и определяют неустойчивость ствола.
Таблица 1
Минералогический состав пород Баженовской свиты
|
Минералы |
Среднее содержание, % |
|
Кремнистые минералы (кварц, халцедон) |
37 |
|
Глинистые минералы (диоктаэдрическая слюда, смектит и иллит/смектит, хлорит, каолинит) |
22 |
|
Карбонаты (кальцит, доломит, родохрозит) |
14 |
|
Полевые шпаты |
8 |
|
Сульфиды (пирит) |
6 |
|
Фосфаты (апатит) |
1 |
|
Сульфаты (барит) |
<1 |
Таблица 2
Состав пород Баженовской свиты
|
Породы |
Среднее содержание, % |
|
Силициты |
19,9 |
|
Силициты |
8,1 |
|
Силициты керогеновые |
11,9 |
|
Аргиллиты |
0,5 |
|
Аргиллиты кремнистые |
0,5 |
|
Карбонаты |
9,8 |
|
Карбонаты |
8,8 |
|
Карбонаты керогеновые |
1,0 |
|
Микститы |
69,7 |
Рис. 2. Состав микситов Баженовской свиты
Разбуривание пород верхней юры осложнено высокими пластовыми давлениями и температурами (80÷110 0 С); сложным строением переслаивающихся между собой карбонатных, глинистых, керогенных и кремнистых пород; наличием субгоризонтальной и субвертикальной трещиноватости.
При разбуривании верхнеюрских отложений в результате осмотического проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласт происходит набухание глинистых пород их лавинообразное обрушение и заполнение ствола скважины плитчатыми кусками аргиллитов и глинистых сланцев. Кроме того, разрушение приствольной зоны скважины происходит из-за разгрузки горного давления, в результате чего находящиеся под действием аномально высокого порового давления (АВПД) породы разваливаются. Поэтому для предотвращения таких осложнений необходимо контролировать пластовое давление и подбирать соответствующие по плотности и ингибирующей способности буровые растворы, а также время воздействия раствора на пласт. Очень важно так же, применение смазывающих добавок в составе промывочной жидкости, облегчающих прохождение колонны по стволу при спуске и уменьшающих липкость и прихват опасность глинистой корочки. Следует контролировать формирующуюся глинистую корку, она должна быть тонкой и прочной.
Литература:
1. Конторович А. Э., Ян П. А. , Замирайлова А. Г., Костырева Е. А., Эдер В. Г. Классификация пород баженовской свиты/Геология и геофизика//Том 57, № 11, 2016. –С. 2034–2043.
- Овчинников В. П., Овчинников П. В., Герасимов Д. С., Рожкова О. В., Полищук С.Т/ Геолого-технические особенности залегания баженовских отложений месторождений западной сибири и оптимизация свойств буровой промывочной жидкости для их вскрытия Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2018. № 3. С. 54–63
- «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности». Серия 08. Выпуск 19. –М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2013. -288 с.
- В. П. Овчинников, В. Г. Кузнецов, О. В. Нагарев, Т. А. Ованесянц. Заканчивание скважин: Учебное пособие для вузов. Издательско-полиграфический центр «Экспресс». — Тюмень, 2008– 346 с.
- Шенбергер В. М. Проектирование профилей направленно направленных, искривленных пологих и горизонтальных скважин и расчетом усилий на буровом крюке / Кулябин Г. А., Долгов В. Г., Фролов А. А., Овчинников В. П. — Тюмень: ТюмИИ, 2003. — 85 с.
