Выделение зон осложнений и интервалов с несовместимыми условиями бурения. Построение совмещенного графика давлений
Число интервалов, несовместимых по условиям бурения, определяется по совмещенному графику изменения градиентов пластовых (поровых) давлений grad PПЛ , МПа/м, давлений гидроразрыва (поглощения) пластов grad PГР , МПа/м, прочности и устойчивости пород grad PУСТ , МПа/м, с глубиной [2, 3-4].
grad РПЛ z 
(2)
grad РГР z 
(3)
grad РУСТ z 
(4)
где Руст = Рпл · Кр – давление относительной устойчивости породы, МПа,
Рпл - пластовое давление на глубине Z, Па,
Ргр - давление гидроразрыва на глубине Z, Па,
Кр - коэффициент резерва, регламентированный [3].
Для примера рассчитаем градиенты давлений на глубине 675 м.
grad Pпл = 
МПа/м,
grad Pгр = 
МПа/м,
grad Pуст = 
МПа/м,
Руст = 6,75 · 106 · 1,1 = 7,43 МПа.
Расчет градиентов для остальных интервалов производится по вышеприведенной методике. Результаты расчетов представлены в таблице 16.
Таблица 16 - Градиенты давлений
| Глубина определения давления, м | grad Pпл, МПа/м | grad Pгр, МПа/м | grad Pуст, МПа/м |
| 0-40 | 0,01 | 0,02 | 0,011 |
| 40-90 | 0,01 | 0,02 | 0,011 |
| 90-185 | 0,01 | 0,02 | 0,011 |
| 185-275 | 0,01 | 0,02 | 0,011 |
| 275-400 | 0,01 | 0,02 | 0,011 |
| 400-575 | 0,01 | 0,02 | 0,011 |
| 575-675 | 0,01 | 0,02 | 0,011 |
| 675-800 | 0,01 | 0,02 | 0,011 |
| 800-955 | 0,01 | 0,017 | 0,011 |
| 955-975 | 0,01 | 0,017 | 0,011 |
| 975-1740 | 0,0102 | 0,017 | 0,0107 |
| 1740-1870 | 0,01 | 0,016 | 0,0105 |
| 1870-2000 | 0,01 | 0,016 | 0,0105 |
По данным таблицы 16 строится совмещенный график изменения градиентов давлений (рисунок 3).
Анализируя график, не было установлено интервалов, несовместимых по условиям бурения. Плотность бурового раствора должна отвечать требованиям: для скважин глубиной до 1200 м гидростатическое давление в скважине, создаваемое столбом промывочной жидкости не должно превышать пластовое давление более чем на 10%, а для скважин более 1200 м превышение должно составлять 5% [2]. Учитывая рекомендации учебного пособия [3] и характерные геологические условия, принимаем следующую конструкцию скважины:
| Глубина по вертикали, м | Градиенты давлений, МПа/м · 102 | Глубина спуска колонны, м | Плотность бурового раствора ρ, кг/м3 | ||||||||||||||||||
| 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,1 | ||||||||||
                    
| 1160-1180 | ||||||||||||||||||||
| 1060-1080 | |||||||||||||||||||||
| 1120-1140 | |||||||||||||||||||||
| 1140-1150 | |||||||||||||||||||||
Условные обозначения: - цементный раствор, - облегченный цементный раствор,
- буферная жидкость, - буровой раствор.
Рисунок 3 – Совмещенный график изменения градиентов давлений
1 Направление предназначено для предотвращения размыва устья скважины и изоляции верхних водоносных горизонтов. Глубина его спуска - 40 метров, определяется конкретными геолого-техническими условиями месторождения.
2 Глубину спуска кондуктора принимаем 700 метров по вертикали, что будет достаточно для перекрытия зоны интенсивных осыпей, обвалов и изоляции водоносных горизонтов.
3 Эксплуатационная колонна спускается до проектной глубины 1990 м, которая цементируется выше пакера манжетного цементирования (ПДМ-1М), устанавливаемого в кровле продуктивного пласта.
Интервалы цементирования колонн принимаем в соответствии с правилами безопасности [2], согласно которым направление и кондуктор в нефтяных скважинах должны быть зацементированы до устья. В случае крепления эксплуатационной колонны для нефтяной скважины высота подъема тампонажного раствора должна составлять не менее 150 м над кровлей продуктивных горизонтов, а также устройством ступенчатого цементирования или узлом соединения секций обсадных колонн, а также башмаком предыдущей обсадной колонны согласно правилам безопасности [2]. Горизонтальный участок колонны с фильтрами не цементируется.
Результаты расчетов приведены в таблице 17.
Таблица 17 - Совмещенный график давлений
| Глубина, м | Индекс стратиграфичес-кого подразде-ления | Литология | Интервалы возможных геологических осложнений | Характер насыщенности (вода, нефть, газ) |
| 0-90 | Q-P2/3 | Пески, супеси, суглинки, глины | Поглощения, осыпи и обвалы стенок скважины. | - |
| 90-675 | P2/3-P1 | Пески, глины | - | |
| 675-975 | K2 | Глины | - | |
| 975-1740 | K2+K1 | Глины, песчаники, алевролиты, пески | Водопроявления, сужение ствола скважины | Вода |
| 1740-1870 | К1 | Аргиллиты | Сужение ствола скважины | - |
| 1870-1990 | K1 | Песчаники, аргиллиты, алевролиты | Сужение ствола скважины, нефтегазопроявления | Нефть |
Окончание таблицы 17