Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 81

 

481 

Добавить 8 ф/бар гранулированного материала (крупная скорлупа орехов 1/4'' - 1/2''), 

3  ф/бар  крупного-среднего  древесного  или  тростникового  волокна,  3  ф/бар  среднего 
волокна (дерево, тростника, нейлона), 3 ф/бар больших целлофановых хлопьев. 

Вытеснение см. в пп.2-8 «Частичное поглощение» 
(2) При полном серьезном поглощении в больших природных трещинах, пустотах и 

каналах  или  кавернах  применяется  одно  из  приведенных  средств  борьбы.  Если  это  не 
помогает, перед прокачкой цемента используются объёмные  заполнители. 

Эффективно следующее: 
А. Разместить бурильную трубу открытым концом над верхом зоны. 
Б. Нагрузить бурильную трубу свернутыми мешками для цемента и прокачать вниз. 

Периодически опускать трубу и делать интервал. При достижении заполнения прокачать 5 
бар  оторочки  бурового  раствора,  насыщенного  смесью  сена  и  бумаги,  затем  свернутые 
мешки. Периодически поднимать, ослаблять и попытаться разместить материал на месте. 

В.  Если  мешки  не  дают  результата  после  размещения  их  в  количестве  100  штук, 

нагрузить трубу обрезками пиломатериалов размером 2” х 2”  длиной 1-6 футов. Каждые 
30  футов  древесины  должны  сопровождаться  несколькими  мешками  для  цемента  или 
джутовой  тарой  до  заполнения  5-6  свечей таким образом,  затем  закачать  в  интервал  при 
одновременном  расхаживании  трубы.  После  очистки  трубы  закачать  50  бар  оторочки 
бурового  раствора,  насыщенного  сеном  и  бумагой.  При  первых  признаках  выбуренной 
породы  подготовиться  к  цементированию.  Если  шлама  нет,  повторить  операцию, 
увеличив объём. 

Г.  Учитывается  по  крайней  мере  одна  попытка  цементирования  с  помощью особой 

технологии размещения после обработки объёмным наполнителем независимо от наличия 
оставшегося в призабойной зоне материала. 

 

Твёрдые пробы 

Цемент (бентонит, гильсонит, чистый цемент и т.п.). Эта методика используется при 

полном тяжёлом поглощении. 

Порядок проведения мероприятий. 
(1)  Состав  цементного  раствора.  Чистый  цемент  или  в  смеси  с  бентонитом  очень 

эффективен для блокировки зон поглощения. 

Рекомендуется  три  раствора  из  портландцемента:  чистый,  бентонитовый  и 

гильсонитовый.  Выбор  основывается  на  широком  разнообразии  свойств  и  наличии 
цемента. 

Чистый  портландцемент  -  смешать  15,6  ф/гал  с  46%  по  весу  воды.  Получается 

плотная жидкость, развивающая высокое сжимаюiдее усилие при схватывании. 

Бентонит  или  гель  -  бентонитовый  цемент,  образованный  добавлением  цемента  в 

воду,  содержащую  предварительно  гидратированный  бентонит,  обладает  оптимальными 
свойствами. 

Цементный  раствор  имеет  меньшую  плотность,  повышенное    статическое 

напряжение  сдвига  и  повышенную  прочность  цементного  камня  по  сравнению  с 
раствором, образованным добавлением воды в сухую смесь бентонита и цемента. 

Перед  смешиванием  вода  обрабатывается  1/4  ф/бар  карбонатом  натрия  и  1/4ф/бар 

каустической  содой  для  удаления  ионов  кальция  и  магния.  Добавляется  10  ф/бар 
бентонита  с  ожиданием  текучести.  Эта  смесь  побавляется  в  14,5-15,0  ф/гал  бентонитно- 
цементного раствора. Для большого диаметра скважин потребуется 100 мешков цемента. 

Гильсонит-  портландцемент.  Гильсонит  добавляется  в  цементные  растворы  для 

восстановления циркуляции. 

Он  понижает  плотность  цементного  раствора  и  действует  как  блокирующий  агент: 

обе эти функции помогают удерживать раствор в призабойной зоне. Закачивается раствор 
как и бентонит, если ствол заполняется во время применения метода. 

Рекомендуется 25-100 фунтов гильсонита на мешок цемента. 

 

482 

Эти  цементы  образуют  растворы,  обеспечивающие  широкий  диапазон  свойств  от 

жидких  тяжёлых,  дающих  при  схватывании  твёрдый  камень,  до  более  лёгких,  густых, 
обладающих блокирующим действием. 

Цемент  имеется  в  наличии  повсеместно,  но  ему  не  отводится  преимущественное 

использование. 

(2) Технология применения цемента. 
Цементные  растворы  должны  использоваться  для  устранения  поглощений  в 

природных трещинах диаметром 1/3 фут и трещиноватых известняках и галечниках. 

Цементирование зон поглощения часто вызывает аварийные состояния, т.к. буровой 

раствор  прорывается  сквозь  не  схватившийся  цемент.  «Балансировка  колонн»  
предотвращает это, особенно если вес колонн тщательно рассчитывается. 

 

Метод балансировки (уравновешивания колонн) 

(1) Если возможно, бурение продолжается через зоны с потерей циркуляции. 
(2)  Поднять  инструмент  из  скважины.  Замерить  статический  уровень  глинистого 

раствора кусочком дерева (4'' х 4'' х 4 ф) на буровом канате. Установить цементировочный   
переводник, состоящий из 2 футов бурильной трубы подходящего размера с приваренной 
головкой  на  нижнем  конце  и  4  перфорированными  отверстиями  1''    в  ширину  и  3''    в 
высоту над головкой по бокам трубы. 

(3)  Выбрать  тип  цементного  раствора  в  соответствии  со  степенью  поглощения, 

смешать и обработать 100-300 мешков. 

(4) Определить зону поглощения. 
А)  С  помощью  температурного  каротажа:  после  4  часов  ожидания  сиять 

температурный  профиль  в  необсаженном  стволе.  Закачать  100  бар  раствора  через 
заполняющую  линию  и  вновь  температурный  профиль.  Поглощение  определяется  при 
температурной прерывистости. 

Б. С помощью гамма каротажа и радиоактивного материала: - Если зона поглощения 

предполагается  около  устья  скважины,  закачать  15  бар  бурового  раствора,  содержащего 
радиоактивный материал, в затрубное пространство, провести каротаж внутри бурильной 
колонны  для  определения  распространения  материала.  Если  зона  располагается 
предположительно на забое закачать радиоактивную оторочку вниз по бурильной трубе. 

 После  вытеснения  оторочки  из  бурильной  трубы  опустить  гамма-каротаж  и 

проследить  распространение  материала  до  верха  затрубного  пространства.  Иногда 
необходимо прокачивать в кольцевое пространство и бурильную трубу  для обнаружения 
зоны поглощения с одновременным её расхаживанием для предотвращения прихвата. 

(5)  Спустить  бурильную  трубу  и  цементировочный  переводник  ниже  зоны 

поглощения.  Очистить  ствол  за  зоной,  Установить    цементировочный  переводник  на  50 
футов выше верха зоны поглощения. 

(6)  Смешать  цементный  раствор  в  количестве,  достаточном  для  гидростатического 

уравновешивания со столбом бурового растворе в кольцевом пространстве. Подождать 5 
минут при отключенных насосах пока цемент падает от уровня конца бурильной трубы до 
уровня статического давления. 

Смешать  оставшийся  цемент  и  вытеснить  со  скоростью  100  бар/мин  достаточное 

количество,  чтобы  2  бар  цемента  (140  ф.  в  4  1/2''  трубе)  осталось  в  бурильной  трубе 
(всегда  есть  возможность  выхода  части  или  всего  объёма  цемента  вокруг  бурильной 
трубы).  Цемент,  оставшийся  в  бурильной  трубе,  заполнит  образовавшуюся  после  её 
подъема  пустоту.  Иначе  пустота  будет  заполнена  буровым  раствором.  Цемент  при  этом 
ослабевает, образуются в нём каналы к зоне поглощения, а столбы бурового и цементного 
раствора уравновешиваются в бурильной колонне и в кольцевом пространстве. 

Если  объём  смешанного  цемента  недостаточен  для  уравновешивания    столба 

бурового  раствора  в  кольцевом  пространстве,  цементный  раствор  следует  вытеснить  до 
той  точки, где  уравновешивается  вытесненный  буровой  раствор  +  цемент.  Затем  через  5 

 

483 

минут  закончить  вытеснение  буровым  раствором  при  10  бар/мин  без  перерыва  или 
нарушения линий. Оставить 2 бар цемента в буровой трубе. 

(7)  Медленно  поднять  инструмент.  После  извлечения  трубы  уровень  бурового 

раствора  в  затрубном  пространстве  снизится  и  вызовет  разбалансировку  давления  из 
породы  в  ствол,  что  может  вызвать  прорыв  бурового  раствора  или  пластовой  жидкости 
через  цементный  раствор.  Для  предотвращения  этого  очень  осторожно  добавить  в 
кольцевое пространство через нагнетательную линию. 

Добавление  избыточного  глинистого  раствора  в  кольцевое  пространство  форсирует 

продвижение  его  из  кольцевого  пространства  в  пласт  через  несхватившийся  ещё  цемент 
Объём  закачиваемого  бурового  раствора  должен  соответствовать  объёму  вытеснения  из 
трубы.  Если  это  выполняется  небрежно,  то  вред  превосходит  пользу.  Закачивать 
требуемый объём бурового раствора на каждые 10 свечей ОЗЦ  в течение 9 часов. 

(8)  Замерить    уровень  жидкости.  Если  он  ниже  или  выше,  чем  начальный 

статический,  регулировать  не  надо.  При  повышенном  уровне  и  спуске  другой  пробки 
регулирования достигается пропорционально меньшей добавкой бурового раствора после 
подъема трубы. 

 

Закачка под давлением бентонито-цементного раствора на основе дизельного 

топлива 

Этот метод применяется при полном и сильном поглощении. 
(1)  Если  возможно,  продолжать  бурение  с  потерей  циркуляции  через  всю  зону 

поглощения. 

(2)  Поднять  инструмент  из  скважины.  Установить  смесительный  переводник, 

состоящий  из  2  футов  бурильной  трубы  подходящего  размере  с  закупоренным  нижним 
концом и 4 отверстиями У''  х  3/4''  над головкой. 

(3) Установить зону поглощения. 
(4)  Установить  низ  смесительного  переводника  в  50  футах  над  интервалом 

поглощения. Создать максимальное давление закачки. 

5)  Закачать  100  бар  буферного  свободного  отвода  дизельного  топлива  перед 

цементным раствором. 

(6)  Смешать  100  мешков  обычного  цемента  и  100  мешков  бентонита  с  50  бар 

дизельного  топлива.  Кроме  этого  смешать  2  мешка  цемента  и  2  мешка  бентонита  с 
каждым баррелем топлива. Для крупных трещин длинных ячеистых разрезов требуется по 
300 мешков каждого материала. 

Для  больших  порций  использовать  цементомешалки    и    непрерывно  смешивать 

сухой  материал  с  дизельным  топливом,  для  малых  порций  использовать  подходящий 
резервуар.  Эта  смесь  даст  1,29  бар  цементного  раствора  на  каждый  баррель  дизельного 
топлива весом 11,5 фунтов/гал. 

(7) Вытеснить цементный раствор по бурильной трубе с последующей закачкой 5 бар 

дизельного топлива. 

(8)  Начать  закачку  бурового  раствора  в  кольцевое  пространство,  когда  буфер  из  10 

бар  дизельного  топлива  достигнет  смесительного  переводника.  Закрыть  плошки. 
Регулировать  скорость  нагнетания,  чтобы  отношение  объёмов  цементного  и  бурового 
растворов  составляло  2:1.  Скорость  закачки  в  бурильную  трубу  -  4  бар/мин,  через 
кольцевое  пространство  -  2  бар/мин  отвечает  требованиям  для    4  1/2''  трубы  и  7  7/8'' 
скважины. 

(9)  Вытеснить  половину  цементного  раствора  в  пласт  с  этой  скоростью.  Медленно 

расхаживать  бурильную  трубу  для  проверки  движения  цементного  раствора  вверх  по 
кольцевому  пространству.  Если  индикатор  веса  показывает  увеличение  торможения 
развинтить  соединения  и  поднять  трубу  до  освобождения;  затем  свинтить  и  продолжать 
вытеснение. Поскольку при прокачке цементного раствора нет ограничения внутри трубы, 
короткие остановки не нужны. 

 

484 

(10)  Вытеснить  следующую  четверть  объёма  цементного  и  бурового  растворов  на 

половинной скорости из п.9. 

(11)  Вытеснить  оставшуюся  часть  объёма  цементного  раствора  на  половинной 

скорости  п.  10.  Если  скважина  заполняется  по  показанию  давления  в  кольцевом 
пространстве, попытаться получить повышенное давление (продавливанием с выдержкой 
во  времени)  на  скорости  1  бар/мин  в  бурильную  трубу  и  0,5  бар/мин  в  кольцевое 
пространство. Один баррель цементного раствора должен остаться в бурильной трубе при 
заканчивании задавки, если давление поднялось. Уравновесить колонны, если давление не 
поднялось.  Обратная    циркуляция  не  допустима,  т.к.  буровой  раствор,  контактируя  с 
цементным раствором, желирует внутри бурильной трубы. 

(12) После задавки поднять инструмент и в течение 8 часов ОЗЦ  до разбуривания. 

Если первая попытка неудачная, повторить операцию и ОЗЦ  в течение 8 часов. 

 

Меры предосторожности 

Избегать  загрязнения  цементного  раствора  буровым  или  водой  во  всасывающих 

линиях или насосах. Следующие этапы позволяют значительно уменьшить загрязнение. 

А. Промысловое испытание соответствия дизельного топлива. 
1. Заполнить песочную трубку до 20% линии дизельным топливом. 
2. Добавить воду до линии «буровой раствор». 
3. Встряхивать в течение 10 секунд, затем оставить в покое на 10 минут. 
4.  Если  нефть  и  вода  чётко  разделяются  на  два  слоя,  дизельное  топливо  пригодно. 

Однако, если жидкость разделяется на три слоя с нефтью наверху, водой на дне и белой 
эмульсией между ними, дизельное топливо не пригодно. 

Б.  Спустить  всю  воду  и  буровой  насос  изо  всех  насосов,  линий  и  резервуаров  до 

смешивания. 

В.  Тщательно  промыть  4  баррелями  дизельного  топливе  насосы,  линии  и 

смесительные устройства. 

 

Мягкие пробки 

Забойные  смешанные  мягкие  пробки  (DOB,  Bengum).    Этот  метод  применяется 

против искусственных трещин и для удержания цементного раствора в призабойной зоне 
или около неё до схватывания. 

Успех  применения  забойных  мягких  пробок  зависит  от  правильного  количества 

компонентов и их смешивания у зоны поглощения. 

Например,  при  использовании  дизельного  топлива  и  бентонита  буровой  раствор 

должен  закачиваться    в  кольцевое  пространство  для  получения  оптимально  постоянного 
расхода  бурового  раствора  прежде,  чем  топливно-бентонитовый  цементный  раствор 
выйдет из бурильной трубы. 

 

Как смешивать и применять дизельное топливо-бентонит (DOB) 

(1) Если возможно, бурить с потерей циркуляции через все зоны поглощения. 
(2)  Поднять  инструмент.  Установить  смесительный  переводник,  состоящий  из  2 

футов  бурильной  трубы  подходящего  размера  с  закрытым  нижним  концом  и  4 
отверстиями 1''  х  3/4'' над головкой. 

(3) Определить зону поглощения. 
(4)  После  определения  интервала  поглощения  разместить  переводник  за  зоной 

поглощения для гарантии её открытия; установить низ переводника на 50 футов над ней. 
Создать максимальное давление задавки. 

(5)  Закачать  10  бар  оторочки  свободного  от  воды  дизельного  топлива  перед 

цементным раствором. 

(6)  Смешать  200  мешков  бентонита  с  50  бар,  дизельного  топлива.  Для  других 

размеров  смешать  4  мешка  бентонита  на  каждый  баррель  топлива.  Смешивание  должно 
быть  непрерывным  с  помощью  цементировочного  агрегата.  Эта  смесь  дает  1,39  бар