Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 80

 

477 

Для того, чтобы эти агенты были эффективны, они должны содержать не менее двух 

компонентов: гранулированные и волокнистые вещества. Эффективна смесь из 3-6 частей 
гранул, 2 частей волокна и 1  части целлофановых хлопьев. 

Размер  блокирующего  материала  должен  подбираться  согласно  серьезности 

поглощения.  Даже  повышенная  концентрация  15-20  ф/бар  в  общей  системе  циркуляции 
раствора не даёт результатов, рис.11, наоборот могут возникнуть осложнения с насосом и 
реологией. 

Если  требуется  введение  отсрочки  раствора  с  блокирующими  агентами, 

концентрации  увеличиваются  до  30  ф/бар  (табл.  1  и  2).  При  неэффективности  обычного 
материала его заменяют гранулированным (рис.10). 

Уход  бурового  раствора  от  высачивания  до  полного  поглощения  в  природные  и 

искусственные  трещины  размером  от  1/8”  до  1/4”  останавливается  блокирующими 
агентами. Функционирование его зависит от приблизительного уравнивания его размера и 
размера отверстия. Т.е. при высачивании эффективна скорлупа ореха, ореха-пекан, слюда 
в виде гранул, волокна мелкие (кожи, льна, нейлона, бумаги) и от 1/2” до 1” целлофановые 
хлопья. 

Крупный гранулированный материал (1/4”  - 1/2” скорлупе грецких и пекан орехов), 

крупные  волокна  (измельченная  твердая    древесина  или  кедр),  средние  волокна 
(измельчённое  красное  дерево  или  сахарный  тростник),  мелкие  волокне  (кожа,  лён, 
нейлон,  бумага)  и  крупные  хлопья  (1”  целлофановые  хлопья)  должны  применяться  при 
полном  поглощении.  Следует  помнить,  что  при  усилении  поглощения  увеличивается 
только размер блокирующего агента, а не его концентрация, рис.11. 

 

Таблица 1 

Действие различных концентраций смешанного с уплотнением  раствора 

Прострел 

Статическое испытание 

мраморного пласта 

Прострел пласта с ВВ 

Статическая 

концентрация 

Закупорка 

больших 

Пропускной 

объем при 

1,000 psi 

Пропускной 

объем при 

1,000 psi 

блокировка 

Пропускной 

объем при 

1,000 psi 

блокировка 

10 

0,10 

500 

All 

нет 

1,700 

да 

20 

0,13 

250 

1,900 

нет 

2,050 

да 

30 

0,16 

400 

1,700 

нет 

800 

да 

40 

0,20 

300 

1,700 

нет 

1,800 

After 

Lummus 

да 

 

Таблица 2 

Сравнение смеси блокирующего материала в растворе, крупный и  средний помол 

Крупный помол 

Средний помол 

Испытание 

Немедленная 

блокировка 

Течение  при 

1.Прокачка  через  9/32''  стандартные  струйные 
насадки 

 

200 psi 

2.Статическая 

щель, 

наибольшая 

щель 

заблокирована. Общий пропускной объем, мл. 

0,16 

400 

0,08 

100 

3.Динамическая  щель,  заблокирована  наибольшая, 
дюйм. Общий пропускной объем, мл. 

0,13 

600 

0,06 
0,50 

4.  Статический  мраморный  слой:  пропускной 
объем при 100 psi мл, при 1000 psi, мл. 

500 

1,700 

400 

1,200 

5. Прострел ВВ пласта. Пропускной объем при 100 
psi мл, при 1000 psi, мл. 

400 
800 

300 
800 

 

478 

After Lummus 

 

Рис.10.  Методика  задавки  для  устранения  потери  циркуляции,  показывающая  пропуск 
воды через фильтрационный осадок твёрдых веществ внутри трещины. 

 

Рис. 11. Типовые материалы. 

 

 

479 

 

Задавка цементного раствора с высокой  водоотдачей 

Почти  все  буровые  растворы  могут  быть  жидкостями  носителями  для  доставки 

материала прекращения поглощения, но наиболее эффективны жидкости с очень высокой 
скоростью  фильтрации.  Именно  через  фильтрацию  блокирующий  материал    и  твердая 
фаза раствора образуют прочную пробку в отверстии. Принцип действия показан на рис. 
10.  После  образования  начальной  перемычки  через  нормальную  фильтрацию  и/или 
прокачку  под  давлением  вода  уходит  из  цементного  раствора  и  образует  твёрдую  корку 
внутри  самой  трещины.  Этот  клин  не  только  трудно  удалить,  но  создается  ещё  и 
растягивающее напряжение от центробежных сил призабойной зоны. 

Эта  методика  применима  при  высачивании,  частичном  и  не  очень  сильном 

поглощении. 

Подготовка  цементных  растворов  с  высокой  водоотдачей  для  разной  степени 

поглощения  будет  рассмотрено  ниже.  Основное  различие  применения  заключается  в 
увеличении размера блокирующего агента по мере усиления поглощения. 

Во-первых,  серьёзность  поглощения  устанавливается  по  высоте  столба  раствора  в 

стволе и темпу поглощения. 

Во-вторых,  определяется  приблизительное  место  поглощения  и  тип  принимающих 

пород. Предполагаемая искусственная трещина вероятнее всего находится под башмаком 
обсадной. 

 

При высачивании 

(1)  Смешать    100  бар  цементного  раствора.  Добавить  10-20  ф/бар  аттапельгита  или 

сепиелитовой глины в 80 бар воды. (Аттапульгит и глина действуют одинаково в солёной 
воде). Если этих глин нет, используется 5-20  ф/бар  бентонита и обрабатывается вода 1/4 
ф/бар  карбонатом  натрия  и  1/4  ф/бар  каустической  содой  для  удаления  ионов  кальция  и 
магния.  Дать  глине  возможность  течь.  Если  используется  бентонит,  добавить  1/2  ф/бар 
извести для флокуляции бентонита и увеличения водоотдачи. 

Или 
Добавить 50 ф/бар диатомовой зелени (DIACEEL D, DIACEEL M или заменители в 

виде порошкообразного известняка.). 

 

480 

(1)  DIACEEL  M  -  это  смесь  диатомовой  зелени,  извести  и  бумаги.  В  этом  случае 

аттапульгит не требуется. 

(2)  Установить  долото  на  верху  или  напротив  зоны  поглощения.  Вытеснить 

цементный раствор до конца бурильной трубы. 

(3)  Закрыть  плашки,  оставить  смесительное  устройство  открытым  для  регулировки 

давления  задавки.  Осторожно  прокачать  (максимально  под  50  рsi  )  материал  в  зону 
поглощения  со  скоростью  1  бар/мин.  Постепенно  закрыть  смесительное  устройство  и 
удерживать  давление  4-8  часов  или  до  рассеивания.  Замерить  давление  закачки  в 
затрубном пространстве манометром на 0-300 рsi. 

Во  избежание  разрыва  других  зон  закачка  производится  при  избытке 

гидростатического давления глинистого раствора. 

Например 

0-1000 ф.                       - 0-200 рsi  давление прокачки 
1000- 5000 ф.               - 100-500 рsi         -??- 
5000 и глубже  - 

 - 500 рsi      -??- 

Давление на поверхности + давление столба раствора не должна превышать горное 

давление. 

 

При частичном  поглощении 

(1) Смешать 100 бар раствора. 
Добавить 10-20 ф/бар аттапульгита или сепиолитовой глины к 80 бар воды, если этих 

глин нет, а бентонит используется в качестве эмульгатора добавить 1/2 ф/бар извести для 
флокуляции глин и увеличения водоотдачи. 

Или 
Добавить  50  ф/бар  диатомовой  зелени  или  заменить  порошкообразные  известью. 

Барит  используется,  если  вес  раствора  12  ф/бар  или  больше  или  если  нет  другого 
инертного порошка. 

Добавить  8  ф/бар  гранулированного  материала  (скорлупа  орехов),  4  ф/бар  средне- 

волокнистого  материала  (дерева  или  тростника),  1  ф/бар  тонкого  волокна  (тростник, 
бумага, нейлон, кожа) и З ф./бар крупных  целлофановых хлопьев. 

(2)  Установить  бурильную  трубу  открытым  концом  на  верх  или  напротив  зоны 

поглощения. 

(З) Вытеснить 25 бар растворе в зону со скоростью 2-4 ф/мин. 
(4) Закрыть скважину на 20-30 минут. 
(5) Вытеснить ещё 25 бар с той же скоростью. 
(6)  Продолжить  процесс  чередованием  вытеснения  и  ожидания  до  заполнения 

ствола. Иногда требуется две порции по 100 бар. Бурильную трубу нужно расхаживать во 
время операции для недопущения прихвата. 

(7)  После  заполнения  ствола  закрыть  плашки  и  закачать  в  затрубное  пространство 

при  50-100  рsi  с  медленным  вытеснением  1  бар/мин  в  бурильную  трубу.  Смешивающее 
устройство  должно  быть  открытым  для  регулирования  импульса.  К  затрубному 
пространству присоединяется манометр 0-300 рsi для снятия показаний низкого давления 
в клапанах. Задавка продолжается 30-60 минут. 

(8) Поднять инструмент, снять долото и продолжить бурение. 
 

При полном поглощении 

Методика  та  же,  что  и  при  частичном  поглощении,  за  исключением  состава 

блокирующих агентов. 

(1)  добавить  10-15  ф/бар  аттапульгита  или  сепиолитной глины  в  80  бар  воды. Если 

этих глин нет, обработать воду как и раньше, добавить 1/2 ф/бар извести. 

Или 
Добавить  50  ф/бар  диатомовой  зелени.  Барит  используется,  если  вес  раствора  12 

ф/гал или выше или это единственный инертный порошок.