Пластового та вибійного тисків

В останні роки розпочалось широке використання технології буріння свердловин, при якому підтримується рівновага між пластовим та вибійним тисками, тобто величина диференційного тиску приблизно дорівнює нулю. При використанні такої технології породи-колектори практично не забруднюються, внаслідок чого дебіт свердловини дорівнює максимально можливому. Крім цього, при такому бурінні значно підвищуються швидкості проходки, збільшується термін роботи доліт, зменшуються витрати на промивальні рідини через відсутність потреби обважнювати їх, можна зменшити кількість обсадних колон.

Але при підтримуванні рівноваги пластового та вибійного тисків, особливо при високих значеннях коефіцієнта аномальності пластового тиску, з промивальної рідини біля устя буде виділятись газ, а в кільцевому просторі може виникнути надлишковий тиск.

Умова рівноваги тисків має вигляд:

, (1.12)

де - гідростатичний тиск стовпа промивальної рідини;

- втрати тиску на подолання опорів при русі промивальної рідини в кільцевому просторі свердловини;

- надлишковий тиск на усті кільцевого простору свердловини.

При забезпеченні безперервної якісної дегазації промивальної рідини і недопущенні насичення її нафтою можна досягнути того, що . Для цього під час буріння потрібно використовувати таку промивальну рідину, реологічні параметри якої та режим промивання розрахований так, що виконується наступна умова

(1.13)

Перед закінченням буріння певного інтервалу (перед виключенням насосів) проводять заміну рідини в свердловині на рідину більшої густини, яка зберігається в резервних ємностях. При цьому повинна виконуватись така умова:

(1.14)

Таку заміну роблять для операцій, які не вимагають промивання свердловини. Перед відновленням буріння роблять зворотну заміну рідин.

Впровадження такої технології буріння можливе після вирішення двох основних проблем:

1) створення спеціального вибійного та устьового обладнання, яке контролює процеси, що відбуваються у свердловині та виключає можливість викидів флюїду з неї під час буріння. До складу глибинного обладнання включають датчики, які безперервно передають інформацію на денну поверхню. До устьового обладнання належать обертові превентори високого тиску та штуцери, які автоматично змінюють розміри прохідного отвору, внаслідок чого підтримується постійний протитиск на виході промивальної рідини із свердловини.

2) створення методів та засобів оперативного виявлення зон з аномально-високими тисками. Існує багато способів виявлення зон з аномально-високими тисками за даними, які реєструються на поверхні: збільшення швидкості проходки, зменшення крутного моменту на роторі, підвищення навантаження на гаку вище розрахункового, збільшення рівня промивальної рідини в приймальних ємностях, зміни густини вибурюваної породи, наявність газу в промивальній рідині та ін. Першими ознаками можливої зустрічі пластів з АВПТ може бути зменшення питомого опору породи за даними електричного каротажу та збільшення часу проходження звукової хвилі за даними акустичного каротажу.

Але вказані методи не вважаються оперативними, оскільки більшість з перелічених чинників проявляється лише після початку розкриття зон з АВПТ. В закордонній практиці буріння дослідження направлені на створення пристроїв, які записують на вибої свердловини дані про роботу долота, параметри промивальної рідини та властивості гірських порід. Крім цього, розроблені спеціальні види каротажів, які дозволяють прогнозувати зони з АВПТ безпосередньо під час буріння. До них належать каротаж, який ґрунтується на залежності між густиною порід та пластовим тиском; моментальний каротаж, де використовується дані про вібрацію бурового інструменту; фіксування присутності газу на вибої у промивальній рідині з допомогою спеціального зонда.

Використання будь-якого з цих методів окремо не дає повної гарантії своєчасного виявлення зон з АВПТ, тому отримання достовірних результатів повинно ґрунтуватись на застосуванні всіх можливих засобів та методів.