Бурение на газ и нефть — это сложный процесс, который включает в себя несколько этапов, включая каротаж. Каротаж скважин применяется при разработке нефтяных и газовых месторождений, при ремонте ствола самой скважины. Каротаж необходим и при обычной эксплуатации для непрерывного контроля над техническим состоянием скважины. Каротаж применяется в нефте- и газодобывающей промышленности, некоторые методы используются и для водяных скважин.
При работе нефтяной или газовой скважины, при её разработке используется специальный буровой раствор, приготавливаемый перед добычей полезных ископаемых. Его использование позволяет решить большой спектр задач, начиная от фильтрации и очистки забоя и стволового пространства и заканчивая основными требованиями техники безопасности. Согласно ПБ в НиГП 2013, плотность раствора рассчитывается, исходя из создания столбом раствора гидростатического давления на забой скважины и вскрытия продуктивного горизонта. Современные растворы могут иметь разный состав, вязкость, вес и другие характеристики.
В этом блоге будет обсуждаться важность буровых растворов при каротаже скважин.
Что такое буровые растворы?
Буровой раствор — первая технологическая жидкость, вступающая во взаимодействие с вскрываемой породой. Это сложная дисперсионная система жидкостей эмульсионного, аэрационного и суспензионного типа, которые служат для промывки стволов в ходе бурения скважин. Циркулируя внутри, раствор чистит стенки от наслоений, вымывает остатки пробуренных пород, выводя их на поверхность, стимулирует разрушение слоев инструментом, позволяет провести качественное вскрытие горизонта и решить массу иных задач. Продуктивность работы с использованием раствора зависит от его качества. Особенно важными являются такие свойства, как плотность, водоотдача, вязкость, напряжение сдвига.
Чаще всего при бурении используются буровые растворы на основе воды и углеводородных частиц (раствор битума и известняка, эмульсии инвертного типа). Для бурения в отложениях хемогенного вида используются растворы на основе соленасыщенных глинистых элементов, гидрогелей, при высоком риске обвалов применяются растворы-ингибиторы, а в случае повышенной температуры — термостойкие составы на глинистой основе. Если разработка ведётся на месторождениях с повышенным давлением, то необходимо использовать растворы утяжеленного типа.
Роль буровых растворов при каротаже скважин
Анализ проб бурового раствора — это непрерывный контроль промывочной жидкости и кусков породы на наличие следов нефти или газа. В какой-то мере данное исследование предваряет отбор керна и опробование пластов. Кроме того, важность анализа бурового раствора состоит в том, что он обеспечивает безопасность, так как позволяет своевременно обнаружить опасные условия бурения, которые могли бы привести к выходу скважины из-под контроля и к выбросу нефти. Основная цель анализа бурового раствора — оценка пласта в процессе бурения скважины на предмет определения точек для помещения обсадной колонны, отбора керна и дальнейшей оценки. Если анализ бурового раствора проводится именно для этого, бурение продолжается и каротаж проводится по ходу бурения. Диаграмма анализа бурового раствора может служить основой для быстрого и эффективного изменения программы бурения.
Свойства буровых растворов
Продуктивность работы с буровыми растворами зависит от качества раствора. Особенно важными являются такие свойства, как плотность, водоотдача, вязкость, напряжение сдвига. К основным свойствам относятся:
- Плотность: Буровые растворы должны иметь плотность, превышающую плотность пластовой жидкости, чтобы предотвратить приток жидкости в ствол скважины. Плотность измеряют ареометром, ее показатель варьируется в пределах 1000-2500 кг на кубометр.
- Вязкость: Буровые растворы должны обладать достаточно высокой вязкостью, чтобы приостановить скальный шлам, но достаточно низкой, чтобы циркулировать по стволу скважины. Вязкость условного типа определяется временем, за которое раствор протекает из классической воронки. Существует также эффективная вязкость, которую измеряют вискозиметром, отображает соотношение напряжений в общем потоке и скоростного градиента.
- Фильтрация: Буровые растворы должны иметь систему фильтрации для удаления обломков породы и предотвращения повышения давления. Фильтрационные свойства, т. е. свойства, связанные с проникновением дисперсионной жидкой среды растворов в контактирующие с ним горные породы и образованием фильтрационной корки на стенках скважины из веществ твердой фазы растворов.
- Химическая стабильность: Буровые растворы должны быть химически стабильными, чтобы предотвратить распад жидкости, который может привести к образованию твердых частиц и потере свойств. Стабильность — это способность бурового раствора сохранять реологические и фильтрационные свойства во времени.
Типы буровых растворов
Существует несколько типов буровых растворов, используемых в процессе каротажа. К ним относятся:
- Растворы на водной основе: Растворы на водной основе — это наиболее часто используемые в отрасли буровые растворы. В эту категорию выделяют безглинистые составы (техническая вода, растворы, суспензии и средства на основе полимеров), глинистые вещества (на основе пресной, минерально воде, гипсовые, глиняные и хлорные растворы).
- Растворы на нефтяной основе: Растворы на нефтяной основе используются при бурении в пластах, чувствительных к воде. Они состоят из нефти, глины и химических веществ.
- Растворы на синтетической основе: Растворы на синтетической основе используются при бурении сильно наклонных скважин. Они состоят из синтетического масла, глины и химических веществ.
- Пенные буровые растворы: Пенные буровые растворы используются в пластах с низким поровым давлением. Они состоят из газа, пены и химических веществ.
Важность процесса каротажа
Основная задача каротажа — это изучение геологического разреза выработки. По результатам исследований можно точно определить интервалы залегания разных слоёв грунта. Можно определить конструкцию скважины, её глубину. Процесс каротажа имеет важное значение для выявления подповерхностных пластов и потенциальных залежей углеводородов. Данные, собранные в ходе процесса, могут помочь определить жизнеспособность места бурения и направлять процесс бурения. Процесс каротажа также может помочь выявить потенциальные проблемы со стволом скважины, такие как зоны высокого давления, которые могут привести к выбросам и другим опасным ситуациям.
Роль регистраторов бурового раствора в процессе бурения
Для оценки эффективности процесса бурения наиболее важной является аппаратура для измерения и регистрации углубки стволов (буровые регистраторы), измерители механической и рейсовой скорости бурения, регистраторы затрат мощности. Буровые регистраторы отвечают за сбор и анализ бурового раствора в процессе бурового каротажа. Они обучены определять подземные пласты и потенциальные залежи углеводородов на основе данных, собранных из бурового раствора. Регистраторы бурового раствора тесно работают с буровой бригадой, предоставляя данные о ходе бурения в режиме реального времени, помогая направлять процесс бурения.
Плюсы и минусы буровых растворов
Буровые растворы имеют как плюсы, так и минусы при использовании в процессе бурения.
Плюсы.
- Смазка и охлаждение бурового долота, предотвращение его повреждения и продление срока службы.
- Поддержание стабильности ствола скважины, предотвращение обрушения и повреждения окружающих скальных образований.
- Транспортировка шлама на поверхность для анализа, что позволяет получить ценную информацию о подземных пластах и потенциальных резервуарах углеводородов.
Минусы.
- Воздействие на окружающую среду, так как буровые растворы могут загрязнять грунтовые воды и почву.
- Стоимость, поскольку буровые растворы могут быть дорогими для приобретения и утилизации.
- Потенциальная опасность для здоровья работников, так как некоторые буровые растворы могут быть вредны при попадании в организм или вдыхании.
Подводя итоги
Решения CNPS предлагают большой выбор услуг и оборудования для процесса каротажа. Решения CNPS предназначены для улучшения характеристик бурового раствора, обеспечивая соответствие бурового раствора требуемым свойствам для эффективного каротажа. Эти решения помогают повысить стабильность и вязкость буровых растворов, позволяя им транспортировать горный шлам на поверхность для анализа.
Кроме того, растворы CNPS являются экологически чистыми и экономически эффективными, снижая воздействие буровых растворов на окружающую среду и общую стоимость буровых работ. Используя решения CNPS в процессе каротажа, компании могут обеспечить максимальную производительность бурения при минимальном воздействии на окружающую среду.
Если вы заинтересованы в улучшении характеристик бурового раствора и совершенствовании процесса каротажа ваших объектов, решения CNPS могут вам помочь. Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы узнать больше о наших решениях и о том, как они могут принести пользу вашей буровой.
