Одной из самых основных задач при бурении является сохранение эксплуатационных характеристик продуктивного пласта.

Одной из самых основных задач при бурении является сохранение эксплуатационных характеристик продуктивного пласта. Любое снижение естественной пористости или проницаемости пласта считается нарушением его эксплуатационных свойств. Это может произойти в результате закупоривания пор пласта буровым раствором или выбуренным шламом, а также в результате химического (раствор) или механического (буровая компоновка) взаимодействия с породой. Часто нарушение эксплуатационных характеристик пласта определяется, как нарушение проницаемости в приствольной части пласта или как падение пластового давления во время притока из скважины (депрессия на пласт).

Тип и метод заканчивания определяет необходимость проведения каких-либо дополнительных мер для сохранения эксплуатационных характеристик продуктивного пласта.

Например, если ствол скважины обсажен, зацементирован и проведена перфорация, то даже при наличии загрязнений пласта в околоствольной зоне, из скважины можно получить интенсивный приток. И, наоборот, если горизонтальная скважина закончена с необсаженным стволом, потребуется использование «раствора для бурения в коллекторе», разработанного специально для снижения степени загрязнения продуктивного пласта. Воздействие бурового раствора на продуктивный пласт редко бывает настолько сильным, чтобы оно могло препятствовать возникновению притока из скважины нефти и/или газа. При подборе рецептуры бурового раствора для бурения в продуктивных интервалах, следует учитывать некоторые моменты.

Наиболее вероятными причинами нарушения эксплуатационных характеристик продуктивного пласта могут служить следующие:

a) Попадание в материнскую породу раствора или выбуренной породы, закупорка пор пласта.

b) Набухание глинистых пород, входящих в состав коллектора, снижение проницаемости.

c) Осаждение выбуренной породы, происходящее в результате несовместимости фильтрата раствора и пластовых флюидов.

d) Осаждение твердой фазы фильтрата бурового раствора другими флюидами, такими как рассолы или кислоты, в процессе заканчивания скважины или интенсификации притока.

e) Образование, в результате взаимодействия между фильтратом бурового раствора и пластовыми флюидами, снижающей проницаемость коллектора эмульсии.

Вероятность загрязнения продуктивного пласта может быть определена с помощью данных, собранных на соседних скважинах, и на основе результатов исследований керна на обратную проницаемость. Для снижения степени загрязнения продуктивного пласта могут использоваться системы, разработанные специально для данной цели, среди них растворы для бурения в коллекторе, жидкости для заканчивания и капитального ремонта скважин.

7. Охлаждение, смазка и поддержание долота и буровой компоновки

В результате механического и гидравлического воздействия на долото, а также при трении бурильной колонны об обсадную колонну и ствол скважины, выделяется значительное количество теплоты. Циркулирующий раствор охлаждает долото и буровую компоновку, перемещая теплоту от источника и распределяя по стволу скважины. В результате охлаждения температура компоновки становится ниже забойной температуры. Кроме охлаждения, буровой раствор выполняет функцию смазки колонны, обеспечивая дальнейшее снижение количества теплоты, возникающей в результате трения. Благодаря охлаждающей и смазывающей способности раствора срок службы долот, двигателей и компонентов колонны значительно увеличивается.

Смазывающая способность раствора определяется …

Смазывающая способность раствора определяется его коэффициентом трения, а некоторые растворы демонстрируют более эффективную смазывающую способность по сравнению с другими системами. Например, буровые растворы на нефтяной и синтетической основе смазывают долото и колонну лучше большинства водных растворов, для придания данной способности растворам на водной основе требуется введение специальных добавок. С другой стороны, по сравнению с воздухом и газом, водные растворы обладают гораздо лучшей смазывающей и охлаждающей способностями.

Разные системы растворов обеспечивают различную степень смазки, и данный параметр в значительной степени варьируется в зависимости от типа и количества содержащейся в растворе твердой фазы и утяжелителей; к тому же, надо принимать во внимание химический состав системы – величину pH, степень минерализации и жесткость. Смазочную способность раствора достаточно трудно изменять, даже с учетом все необходимых и достаточных факторов, использование того или иного лубриканта может не принести желаемого результата.

Показателями недостаточной смазки могут служить высокий крутящий момент и затяжки, износ оборудования, термическое растрескивание компонентов бурильной колонны. Однако, следует учитывать и то, что эти проблемы могут быть вызваны и другими причинами, резким искривлением ствола скважины, сальникообразованием на долоте, образованием желобов на стенках скважины, недостаточной очисткой ствола и неправильной компоновкой КНБК. Использование смазывающих добавок может снизить проявление внешних признаков, тогда как решения данных проблем можно добиться только путем устранения первопричины.

Буровой раствор помогает удерживать часть веса бурильной и обсадной колонны. Если бурильная колонна, хвостовик или обсадная колонна находятся на весу в буровом растворе, они удерживаются силой, равной весу вытесненного раствора; тем самым снижается нагрузка на крюк буровой установки. Выталкивающая сила напрямую соотносится с плотностью бурового раствора, поэтому выталкивающая сила раствора плотностью 18-фунт/гал, в два раза превысит этот же параметр при плотности раствора в 9-фунтов на галлон.

Вес, который может выдержать буровая вышка, ограничивается ее механическими характеристиками; важность данного фактора увеличивается с ростом глубины скважины, поскольку, по мере углубления, вес обсадной и бурильной колонн чрезвычайно возрастает. В то время как большинство буровых установок имеют достаточную грузоподъемность для того, чтобы удерживать вес бурильной колонны и без выталкивающей силы раствора, при определении нейтральной точки (когда бурильная колонна не подвержена ни растяжению, ни сжатию) эта характеристика становится достаточно важной. Выталкивающую силу бурового раствора можно использовать с определенным преимуществом при спуске длинных и тяжелых колонн обсадных труб, вес которых может превышать нагрузку на крюке буровой вышки. Если обсадная колонна не полностью заполнена раствором, выталкивающая сила увеличится за счет незаполненного пространства внутри колонны, а следовательно, нагрузка на крюке буровой вышки значительно снизится.