Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 88

 

509 

Площади,  характеризуемые  сложными  тектоническими  движениями,  могут 

образовывать  полу-пустотные  зоны,  например,  вдоль  калифорнийского  побережья. 
Боковые тектонические действия вызывают коробление пластов. Когда верхняя изоляция 
для  проницаемой  зоны  искривляется  вверх,  а  связанная  с  ней  нижняя  изоляция 
искривляется  вниз,  промежуточная  проницаемая  зона  начинает  сужаться,  а  материнская 
структура  расширяться  в  результате  сжимающих  усилий  вышележащих  пород  (рис.4). 
Полупустоты  снижают  поровое  давление  относительно  нормального  гидростатического 
давления.  Классическим  примером  может  быть  Карлсбадские  каверны  в  Нью-Мехико  и 
пещера Мамонт в Кентукки. 

Аномально-высокое  давление  характеризует  те  зоны,  в  которых  поровое  давление 

больше нормального гидростатического. Количественное значение аномального давления 
зависит  от  физического  и/или  химического  происхождения.  К  доминирующим 
регулирующим  факторам  относятся  относительная  мощность  и  качество  изоляции 
(проницаемость).  Абсолютно непроницаемых пород нет и в, течение времени (возможно 
века) начальная аномальная зона нормализуется.  

Физически  зависимые  зоны  высокого  давления  становятся  менее  глубокими  с 

ненарушенной  изоляцией  как  результат  движения  ранее  нормальных  зон  под  действием 
тектонического действия. 

Для пористого песчаника, заполненного водой, на начальной глубине 10000 футов с 

вышележащим  сланцем,  являющимся  непроницаемым  барьером,  нормальное  давление 
4,650 рsi (гидростатическое давление). Внезапно, в результате тектонического действия  - 
движения  плиты,  гранитное  или  соленое  вторжение  -  песчаная  зона  с  перекрывающим 
сланцем  переносится  на  глубину  всего  5000  футов.  Гидростатическое  давление  на  этой 
глубине  будет  2,325  рsi  ,  а  давление  во  вновь  размещенной  зоне  сохраняется  прежнее 
(рис.5). 

При  бурении  через  эту  зону  следует  увеличить  плотность  бурового  раствора,  что  - 

бы  компенсировать  новое  гидростатическое  давление  по  2325  рsi  перепада  и 
предотвратится  выброс.  Это  пример  физического происхождения  аномального  давления. 
Химические  реакции  и  повышенная  температура  на  глубине  способствуют  увеличению 
давления. 

Артезианские 

системы 

- 

уникальный 

классический 

пример 

физического 

происхождения аномального давления, глубина её небольшая и легко изолируемая (рис.6). 
Химически  вызванное  высокое  давление  зависит  от  нескольких  факторов.  Простой 
пример - это болотный газ, чаще всего отмечаемый в современных третичных отложениях 
мира.  

 

510 

 

 

 

511 

 

 

Происходит  это  в  результате  массивных  отложений  карбонатного  материала 

животного 

и 

растительного 

происхождения 

с 

соответствующим 

окружением 

непроницаемыми  зонами  (рис.7).  Верхний  предел  высокого  давления  обычно  1,0  /фут, 
хотя бывает значительно выше и ограничивается только качеством изоляции. 

Ангидриты, взаимодействуя с водой, образуют гипс в химическо-физической связи, 

что дает увеличение объёма на 40% для обезвоженных зон. Если проницаемая зона совсем 
рядом,  она  может  характеризоваться  высоким  давлением  за  счёт  расширения  гипса 
(рис.8). 

Продольные сланцевые разрезы (несколько тысяч футов толщины) имеют тенденцию 

развивать  собственную  изоляцию  и  химически  зависимые  зоны  давления.  Многие 
относительно небольшие изоляции и химические действия во всём разрезе не позволяют 
точно  оконтурить  индивидуальные  зоны.  Низкая  проницаемость  препятствует  точному 
измерению порового давления и задерживает выброс: возникают серьезные проблемы при 
бурении - осыпи и прихваты труб. 

 

Обнаружение и оценка аномального давления 

Существует  несколько  методов  прогнозирования  и  обнаружения  пластов  с 

аномальным  давлением.  Некоторые  методы  включают  запись  из  бурового  журнала, 
реологических  свойств,  электрокаротаж  и  данных  испытаний  соседних  скважин, 
пробуренных  ранее,  для  прогнозирования  пластового  давления.  Другие  методы  
используются  для  обнаружения  наличия  и  величины  пластового  давления  во  время 
бурения (табл. 1). 

 
 
 
 
 
 
 

 

512 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1. 

Обнаружение и оценка аномального давления до бурения. 

 
 

1 

До бурения 

 

А 

История бурового раствора и отчеты по бурению соседних скважин 

 

Б 

Геологическая корреляция с подобными площадями. 

 

В 

Оценка каротажа соседних скважин 

 

 

1 

Индуктивный (проводимость) 

 

 

2 

Электрический (сопротивление) 

 

 

3 

Акустический (время пробега волны) 

 

 

4 

Гамма-гамма (плотность) 

 

 

5 

Нейтрон-гамма(пористость) 

 

Г 

Геофизические аспекты 

 

 

1 

Сейсмические данные (время пробега в интервале) 

 

 

2 

Данные гравитации (объемный вес) 

II 

Во время бурения 

 

А 

Выброс. 

 

Б 

Наличие загрязняющих пластовых флюидов 

 

В 

Увеличение фона и связанный газ 

 

Г 

Увеличение скорости проходки в сланцах. 

 

Д 

Изменения формы и размера обломков сланца. 

 

Е 

Аномальный рейс с заполнением. 

 

Ж 

Увеличение заполнения на забое. 

 

З 

Увеличение натяжения и крутящего  момента. 

 

И 

Уменьшение показателя d 

 

К 

Тенденция к снижению объемного веса сланца. 

 

Л 

Увеличение температуры в выкидных линиях 

 

М 

Скорость проходки/корреляции РС 

 

Н 

Периодический спуск каротажного пробега 

 

О 

Палеонтология. 

 

П 

Наличие загрязняющих пластовых флюидов 

III  После 6урения 

 

А 

Использование испытателя пластов. 

 

Б 

Б. Испытание статического давления при закрытом устье. 

 

В 

Забойные болты давления. 

 

Г 

Г. Опенка каротажа на талевом канате 

 

До бурения