Осложнения, возникающие при бурении
Ингибирование – это добавление в какую-либо среду специальных веществ-ингибиторов, которые способствую замедлению протекания каких-либо физико-химических процессов.
В процессе сооружения нефтяных и газовых скважин могут возникать следующие осложнения:
- Обвалы горных пород. Данное осложнение возникает в результате неустойчивости горных пород из их склонности к разбуханию под влиянием жидкостей и трещиноватости. Признаками обвала горных пород являются вынос обломков горных пород, увеличение давление на выходе насоса, увеличение вязкости используемой промывочной жидкости.
- Поглощение промывочной жидкости. Данное осложнение возникает во время прохождения пластов, которые обладают высокими проницаемостью и пористостью, способствующими снижению пластового давления относительно давления столба промывочной жидкости.
- Водо-, газо-, нефтепроявление. Данное осложнение возникает при проводке через пласты, обладающие давлением большим, чем давление промывочной жидкости.
- Прихваты бурильного оборудования. Данное осложнение может возникать из-за заклинивания бурового инструмента в узких местах ствола скважины или при искривлении скважины, а также из-за образования на стенках скважины корки, к которой может прилипнуть инструмент.
- Различные аварии. Данные осложнения можно разделить на четыре основных группы: аварии с обсадными колоннами (падение секций труб, смятие колонны, разрушение соединений), аварии с долотами (отвинчивание, слом), аварии с забойным двигателем (слом корпуса, отвинчивание, слом вала), аварии с бурильными замками и трубами (срыв резьбы, слом труб).
Для ликвидации последствий аварий, произошедших в процессе буровых работ, используют специальные ловильные инструменты - паук, шлипс, магнитный фрезер, колокол и метчик. Схемы данных инструментов изображены на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схемы инструментов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 - шлипс; 2 - колокол; 3 - метчик; 4 - магнитный фрезер; 5 - паук.
Ингибирование гидратации глин
Гидратация – это процесс присоединения молекул воды к ионам и молекулам.
Гидратация глин часто становится причиной разрушения глинистых горных пород, сопровождающегося последующим их диспергированием. Масштабы и скорость разрушения, во время буровых работ на месторождениях нефти или природного газа, зависят от типа введенных ингибиторов и типа дисперсионной среды, с которой контактируют глинистые породы. Также к основным причинам гидратации глин относятся большая продолжительность непроизводительного времени, отсутствие детергента, несоответствие свойств используемых промывочных жидкостей, использование ингибиторов низкого качества, несочетаемость ингибиторов глин и т.п.
Для предотвращения гидратации глин в процессе сооружения скважин проводят ингибирование гидратации глин. Ингибирующая способность заключается в способности замедлять или предупреждать процессы деформации в околоствольном пространстве скважины, которое сложено глинами и глинистыми породами. Ингибирование гидратации может достигаться многочисленными способами, но самый успешный из них заключается в снижении поверхностной гидратации глин и глинистых пород за счет замены катиона обменного комплекса глинистых пород и глин менее гидратирующимся. С этой целью используют специальные вещества - ингибиторы, которые делятся на три основные группы:
- Высокомолекулярные полимеры. Данные ингибиторы способны загущать используемый буровой раствор.
- Соли органических одноосновных кислот. Данные ингибиторы стоят очень дорого, но не оказывают коагулирующего воздействия.
- Неорганические соли. Данные ингибиторы не могут быть использованы в сочетании с глинистыми буровыми растворами, из-за того, что они становятся причиной сильной коагуляции коллоидной глинистой фазы, а также их не рекомендуется использовать при бурении интервалов более 2 километров.
Очень часто ингибиторы делят по критерию состава на органические и неорганические. Неорганические, как было указано выше, представляют собой сильные коагулянты и не используются в сочетании с глинистыми буровыми растворами при больших интервалах бурения, а также в зонах, где залегают глины литогенеза. Органические значительно менее эффективны, чем неорганические, так как пленка, образованная ими, более водопроницаема. Выбор бурового раствора должен обеспечивать не только требуемый уровень ингибирования гидратации глин, но и сохранять условия, пригодные для проведения геофизических и геологических исследований.
Ингибирование гидратации глин на нефтегазовых месторождениях представляет собой очень важный процесс, который напрямую оказывает влияние на эффективность работы всего предприятия и отрасли в целом, так как 70 % месторождений нефти и природного газа мира представлено глинистыми отложениями.
