Спосіб зниження інтенсивності поглинання бурового розчину

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН (51)5 С 09 К 7/0Q ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ ССОР РЕТЕНИЯ (21) 4321843/23-03 (22) 1 M S . 8 7 (46) 23.СМ*.90. Бюл„ If 15 (71) Украинский научно-исследовательский институт природных газов (72) В.С.Котельников, С.Н.Демочко, В.Г.Филь, Ю.А.Лапшин и Л.Б.Исаев (53) 622.243.1М.3 (088.8) (56) Теоретические вопросы проводки скважин в поглощающих пластах. - М о : 6НИИ0ЭНГ, 1973, с.63. Иночкин Л.Т., Прокшиц В.Л. Справочник бурового мастера. - М.: Недра, 1968, с.405. (54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение эффектив ности способа при интенсивности поглощения менее 5 м 3 /ч. Для этого повышают закупоривающую способность циркулирующего бурового раствора путем его обработки, которую проводят до снижения сжимаемости его фильтрационной корки. При обнаружении поглощения бурового раствора отбирают его пробы и обрабатывают их, например, различными реагентами, при этом определяют сжимаемость фильтрационной корки, отношение плотности корки после химобработки к исходной. Благодаря обработке циркулирующего бурового раствора повышается его закупоривающая способность, а также обеспечивается снижение сжимаемости фильтрационной корки. 1 ил,, 3 табл, Изобретение относится к бурению скважин. Цель изобретения - повышение эффективности способа при интенсивности поглощения менее 5 м3/ч за счет повышения закупоривающей способности циркулирующего бурового раствора путем его обработки, при этом обработку циркулирующего бурового раствора ведут до снижения сжимаемости его фильтрационной корки. В табл, 1 приведены результаты лабораторных исследований сжимаемости фильтрационных корок буровых раст* воров. В табл. 2 приведены результаты обработки бурового раствора с целью повышения его закупоривающей способности путем химобработки„ 8 табл. 3 содержатся данные о результатах использования известных и предлагаемого способов,, При наличии в резерве скважины поглощающих пластов,и если размеры поглощающих каналов превышают размеры частиц твердой фазы бурового раствора, последний уходит по трещинам е пласт. Интенсивность ухода раствора в пласт зависит от поперечных размеров трещин, от перепада давления в системе скважина - пласт, от вязкости раствора1. При одинаковом перепаде давления и одинаковой вязкости раствора управлять иитенсиеностью поглощения можно лишь путем изменения поперечных размеров поглощающих каналов или их закупорки. •1,\ Если поглощающие канали им IOT I pa нулярно-трещиноааіую пприї Т'чть, то (і при течении по трещин** ^ур вого раствора на ее стенках обра іуегея фильт- ^ рационная корка из твердой фазы бурового раствора. Этот процесс аналогичен образованию фильтрационной корки на стенках скважины против проницаемых пород,, фильтрационная корка щ имеет разную плотность по толщине. Наиболее плотные слои корки прилегают к стенке трещины, а наименее плотные находятся в контакте с буровым раствором. Наиболее плотные слои кор- 15 ки имеют и наибольшие прочность и сопротивление размыву потоком раствора. J зависит .IT плотности и прочности корки: с увеличением плотности корки увеличивается ее толщина при динамическом равновесии,, Если корка имеет низкую плотность и ПРОЧНОСТЬ, т.е. слабое противодействие эрозионному размыву, она не только не уменьшает проходное сечение толщины, но и не предохраняет трещину от эрозионного размыва потоком раствора. В этом случае после вскрытия поглощающего пласта интенсивность поглощений увеличивается со временем из-за увеличения поперечных размеров поглощающих каналов в результате эрозионного размыва стенок трещиныо Берут два раствора с одинаковым яоказателем водоотдачи и с одинаковой толщиной корки, соответствующей данной водоотдачец Плотность растворов равна 1,3 г/см*.раствор глинистый на водной основе. Состав и тип глины (основного твердого наполнителя раствора) также одинаковый. Средняя плотность фильтрационной корки для первого раствора равна 1 rk г/см3, для второго - 1,8 г/см3. Фильтрационная корка этих растворов имеет разную структуру: структура корки первого раствора рыхлая, у второго раствора плотная. У первого раствора снижение водоотдачи достигнуто за счет электрохимического воздействия на раствор и его фильтрационную корку, а у второго раствора - за счет плотной упаковки частиц в корке. Таким образом, два буровых раствора имеют После вскрытия поглощающего пласодинаковый показатель водоотдачи, та интенсивность поглощения может со одинаковую толщину корки, одинаковую временем как уменьшаться, так и уве- до проницаемость корки. С точки зрения . личиваться. Уменьшение интенсивности бурового процесса (влияния на ослож- ' поглощений связано с уменьшением проненность ствола, прихватоопасность, ходного сечения поглощающих трещин устойчивость ствола скважины) эти в результате образования на их стенрастворы можно отнести к одному типу. ках фильтрационной коркис Образование 45 Получают следующие результаты прифильтрационной корки не только сужает менения этих растворов для изоляции проходное сечение трещин, но и препоглощающих горизонтов. дупреждает их эрозионный размыв потоПри использовании первого раствора ком раствора. Интенсивность поглощес рыхлой коркой эффект закупорки миния стабилизируется при наступлении ^п нимальный. Все слои корки, кроме нединамического равновесия между скопосредственно прилегающего к стенке ростью образования корки и скоростью трещины, имеют слабую прочность и ее размыва потоком раствора. Чем болегко смываются потоком раствора. лее толстый слой корки образуется при динамическом равновесии, тем . Поэтому при динамическом равновесии между скоростью образования корки меньше поперечный размер трещины и и скоростью ее размыва на стенках тем самым меньше интенсивность поглотрещины имеется тонкий слой фильтращений. При этом толщина корки при ционной корки, который не только не наступлении динамического равновесия Плотность корки зависит от состава твердой фазы, от электро-химических сил взаимодействия между частицами 20 твердой фазы и гидродинамических сил, возникающих при фильтрационных процессах через корку. Наиболее плотный и наименее проницаемый слой корки образуется на контакте со стенкой сква- 25 жины, так как на него передается наибольший перепад давления, т.е. он испытывает наибольшее гидродинамическое воздействие,, Действующий перепад давления на последующие слои корки умень- зо шается, уменьшается и их плотность и прочность. Силы электрохимического взаимодействия между частицами твердой фазы также влияют на плотность слоев корки: чем сильнее эти силы, тем менее плотная корка, хотя прони- 3 5 цаемость ее может быть низкой. 1558951 снижает интенсивность поглощения, но может оказаться недостаточным для предупреждения размыва стенок трещины. При использовании второго раствора с плотной фильтрационной коркой слои корки имеют более высокую прочность по сравнению с коркой первого раствора. Поэтому динамическое равнозесие наступает при большей толщине корки на стенках трещины, а следовательно, при ме-tfjeM проходном сечении поглощающей трещины. Интенсивность поглощ1" чия при использовании второго раствора меньше, чем при применении первого раствора, так как при его использовании в местах неровностей и изгибов поглощающего канала происходит периодический срыв слоев корки. Более плотная корка второго раствора менее подвергнута эрозионному разрушению и диспергированию и способна закупорить трещину путем образования шламовых пробок. Способ осуществляют следующим образом о На приборе измерения водоотдачи растворов формируют фильтрационную корку под перепадом давления и определяют ее плотность. Проводят обработку раствора химреагентами и вновь формируют и определяют ппотность фильтрационной корки. Выбирают тот вид обработки раствора, при котором плотность корки максимальна и выполняется условие л • р, мин, • 6 для этих «Of ок. >к?3г1нные операции проводят после прочеде^ч равных химобработок раствора Выбирают ту *имобработку, при которой о т н о ш е н и е ^ : ^ :j>( минимальное. Плотность корки определяют, к т -к отношение веса корки к ее объему. Вес корки измеряют взвешиванием. Объ,Q ем корки определяют, например, по объему вытесненной жидкости после погружения корки в тарированный цилиндр С ЖИДКОСТЬЮ. В табл. 1 и 2 приведены результа1 5 ты исследований фильтрационных корок буровых растворов, Пробы раствора обрабатывают гипэном, феррохромлигносульфонатом (ФХЛС) и карбоксиметилцеллюлозой (КМЦ) с разной дозировкой 20 этих реагентов. Исследования проводят следующим образом. В камеры двух измерительных приборов ВМ-6 заливают пробы бурового раствора и при перепаде 2,5 кгс/см2 25 осуществляют процесс фильтрации. Перепад 2,5 кгс/см2 создают путем установки дополнительного груза» Процесс фильтрации в обоих приборах заканчивают после отфильгроаывания 50 см3 30 фильтрата. После этого оставшуюся (непрофильтровавшуюся) часть раствора из камер приборов сливают. Из одного прибора фильтрационную корку извлекают, измеряют ее вес на лабораторных весах и определяют объем пу35 тем погружения в мерный цилиндр с дизельным топливом. По результатам измерений вычисляют плотность и толщину корки по формулам где J и о - соответственно плот» V ность уплотненной и кеуплотненной корок бурового раствора. Для этого процесс формирования 45 где G корки осуществляют на двух приборах. масса неуплотненнои корки; V, После того, как корки сформированы, объем неуплотненной корки; из одного прибора раствор сливают 1 - толщина неуплотненнои корки; и в камеру прибора поверх корки заF - площадь фильтра. ливают уплотняющую жидкость, например В камеру второго измерительного машинное масло. Под перепадом давлеприбора поверх сформированной корки ния осуществляют процесс уплотнения заливают машинное масло и при перепакорки, который прекращают при заверде 2,5 кгс/см" осуществляют уплотнешении выхода фильтрата из фильтра кание корки. 0 завершеній процесса упмеры прибора. Уплотненною корку излотнения керки судят по завершению влекают из прибора и определяют ее отжатия из корки жидкости. Корку изплотность. Определяют также плотность влекают из камеры прибора, определянеуплотнентчой корки из другого прибоют массу, объем