Вопрос 1. Чем отличается промывка скважин от продувки?
Ответ. В процессе бурения в скважине непрерывно осуществляют замкнутую циркуляцию через скважину технологического (циркуляционного) агента — жидкости или газа.
При использовании жидкости технологический процесс ее циркуляции через скважину называется промывкой, а при использовании газа — продувкой. Как правило, применяется промывка скважин. Технологическую жидкость, прокачиваемую через скважину, называют промывочной (ПЖ) или буровым раствором (БР).
Вопрос 2. Какая промывочная жидкость является является наиболее доступной и недорогой?
Ответ. Техническая вода, используемая в качестве бурового раствора, является наиболее доступной и недорогой промывочной жидкостью.
Имея малую вязкость, она легко прокачивается, хорошо удаляет шлам с забоя скважины и лучше, чем другие жидкости, охлаждает долото.
Однако она плохо удерживает частицы выбуренной породы (особенно при прекращении циркуляции), не образует упрочняющей корки на стенке скважины, хорошо поглощается низконапорными пластами, вызывает набухание глинистых пород, ухудшает проницаемость коллекторов нефти и газа.
Вопрос 3. Чем отличается эмульсия от суспензии?
Ответ. Естественный буровой раствор — это водная суспензия, образующаяся в скважине в результате диспергирования шлама ГО, разбуриваемых на воде.
У эмульсионных буровых растворов дисперсионной средой является эмульсия типа «вода в нефти», а дисперсной фазой — глина.
Вопрос 4. Какие буровые растворы получили наибольшее распространение при бурении скважин?
Ответ. Глинистые буровые растворы получили наибольшее распространение при бурении скважин. Для бурового дела наибольший интерес представляют три группы глинистых минералов: бентонитовые, каолиновые и гидрослюдистые.
Наилучшими качествами с точки зрения приготовления бурового раствора обладают монтмориллонит и другие бентонитовые минералы. Так, из 1 т бентонитовой глины можно получить около 15 м³ высококачественного глинистого раствора, тогда как из глины среднего качества — 4-8 м³ а из низкосортных глин — менее 3 м³.
Глинистые растворы глинизируют стенки скважины, образуя тонкую плотную корку, которая препятствует проникновению фильтрата в пласты. Их плотность и вязкость таковы, что растворы удерживают шлам разбуренной породы даже в покое, предотвращая его оседание на забой при перерывах в промывке. Утяжеленные глинистые растворы, создавая большое противодавление на пласты, предупреждают проникновение пластовых вод, нефти и газа в скважину и открытое фонтанирование при бурении.
Однако по этим же причинам затруднено отделение частиц породы в циркуляционной системе бурового раствора.
Вопрос 5. Какими преимуществами обладают буровые растворы на углеводородной основе?
Ответ. Буровые растворы на углеводородной основе представляют собой многокомпонентную систему, в которой дисперсионной (несущей) средой является нефть или жидкие нефтепродукты (обычно дизельное топливо), а дисперсной (взвешенной) фазой — окисленный битум, асфальт или специально обработанная глина (гидрофобизированный бентонит).
Буровые растворы на углеводородной основе не оказывают отрицательного влияния на свойства коллекторов нефти и газа, обладают смазывающей способностью: при их использовании уменьшается расход мощности на холостое вращение бурильной колонны в стволе скважины и снижается износ бурильных труб и долот.
Однако стоимость приготовления таких буровых растворов довольно высока, они пожароопасны, трудно удаляются с инструмента и оборудования.
Применяют буровые растворы на углеводородной основе для повышения эффективности бурения в породах-коллекторах и сохранения их нефтегазоотдачи на исходном уровне, а также для проводки скважин в сложных условиях при разбуривании мощных пачек набухающих глин и растворимых солей.
Вопрос 6. За счет каких факторов получается большой экономический эффект при использовании газообразных агентов в качестве продувочных агентов?
Ответ. Применение газообразных агентов позволяет получить большой экономический эффект: увеличивается механическая скорость (в 10-12 раз) и проходка на долото (в 10 раз и более). Благодаря высоким скоростям восходящего потока в затрубном пространстве, ускоряется вынос выбуренных частиц породы. Использование газообразных агентов облегчает проведение гидрогеологических наблюдений в скважинах. Кроме того, увеличивается коэффициент нефтегазоотдачи пласта.
Вопрос 7. Как осуществлять выбор плотности бурового раствора, в зависимости от условий бурения?
Ответ. Плотность бурового раствора (ρб.р.) может быть различной: у растворов на нефтяной основе она составляет 890-980 кг/м³, у малоглинистых растворов — 1050-1060 кг/м³, у утяжеленных буровых растворов — до 2200 кг/м³ и более.
Плотность бурового раствора ρб.р. выбирается исходя из условий создания противодавления, препятствующего притоку в скважину пластовых флюидов, и предотвращения гидроразрыва наиболее слабых пластов.
При вскрытии газонефтенасыщенных пластов значение ρб.р. должно определяться для горизонта с максимальным градиентом пластового давления в интервале совместимых условий.
Величину ρб.р. необходимую для создания противодавления на пласт, можно вычислить из выражения:
ρб.р.=(pпл+ΔpΣ)/gH,
где ΔpΣ — суммарная репрессия на пласт.