Суть технологии бурения скважины на депрессии
Бурение скважины на депрессии – это технология бурения скважин с дифференциальным давлением в системе скважина-пласт, когда пластовое давление выше, чем давление столба жидкости в скважине.
Способ бурения скважин на депрессии является довольно «молодой технологией», но уже используется широко на нефтегазовых месторождениях всего мира. В начале 21 века она использовалась уже на 20 % месторождений, сегодня этот показатель намного выше и продолжает расти.
Суть этого способа состоит в том, что процесс бурения осуществляется с отрицательным дифференциальным давлением между скважиной и пластом. Эта особенность позволяет производить процесс бурения, при котором фильтрат бурового раствора не способен проникнуть в сам пласт, что способствует сохранению коллекторских свойств, то есть пласт и призабойное пространство скважины практических не загрязняются. При бурении скважины на депрессии используются следующие растворы:
- Растворы с низкой плотностью, обычно это вода или нефть.
- Аэрированные растворы, которые подверглись газификации азотом, воздухом, природным газом или отходящими газами внутреннего сгорания.
Коллекторские свойства пласта – это свойства горных пород пласта, к которым относятся трещиноватость, каверзность, пористость, проницаемость, неоднородность и водонасыщенность.
Бурение скважин на депрессии начинается с проведения газогидродинамических, гидравлических, геидрогеологических и геофизических исследований. Данные исследования проводятся, как перед началом бурения скважины, так и после его завершения. Для создания депрессии в сначала в пласт закачивается специальный флюид, обычно это нефть или вода, иногда газ. Расход закачиваемого флюида зависит от показателей депрессии и коллекторских свойств пластов, которые вмещают в себя залежь полезного ископаемого. Допустимая депрессия на стенки скважин в этом случае не должна превышать 10 – 15% эффективных скелетных напряжений. У данного способа бурения есть несколько преимуществ, к которым относятся: возможность регулирования дифференциального давления между скважиной и пластом, что способствует снижению вероятности размыва, обвала и т.п.; уменьшение степени воздействия буровых растворов на коллекторские свойства пласта; увеличение степени извлечения полезного ископаемого; увеличение дебита скважин; увеличение скорости бурения и проходки. Главным и основным недостатком данного способа бурения является его высокая стоимость по сравнению с традиционными. Пример схемы процесса бурения на депрессии изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема процесса бурения скважины на депрессии. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Оборудование для бурения скважин на депрессии
Для осуществления процесса бурения скважин на депрессии возникает необходимость в использовании ряда дополнительного оборудования, к которому относятся:
- Вращающийся противовыбросный превентор. Данный агрегат используется в системе возврата бурового раствора, который отвечает за сдерживание восходящего потока во время процесса бурения. Превентор представляет собой ключевой фактор бурения скважины на депрессии, при установленном давлении. Превентор направляет буровой раствор через манифольд управления, который в свою очередь оснащен датчиками для получения информации о растворе.
- Автоматизированный штуцерный манифольд. Данный агрегат оснащен двумя штуцерами, один из которых может быть использован постоянно, а второй в случае возникновения аварийной ситуации. Расходометр установлен на манифольде, сразу после штуцеров по ходу потока флюидов. Его задача заключается в сборе информации в затрубном пространстве в реальном времени с периодичностью сбора несколько раз в секунду. Все полученные отправляются на блок интеллектуального управления, где вся информация обрабатывается.
- Мембранный сепаратор газа. Данный агрегат используется для извлечения азота из воздуха и его подачи в скважину с целью снижения статического давления жидкости ниже того уровня, который модно получить с помощью изменения плотности бурового раствора. В мембранного сепаратора газа входят мембранные генераторы азота контейнерного или мобильного исполнения, которые могут работать при различных внешних условиях.
В последнее время все чаще при бурении скважин на депрессии используют гибкие трубы. Преимуществами их использования являются: рост механической скорости бурения, из-за снижения гидростатического давления на забой скважины; увеличение отдачи продуктивных пластов; значительное сокращение расходов на технологические жидкости и буровые растворы; возможность осуществления процесса бурения без остановок; снижение финансовых и материальных расходов на мероприятия по освоению скважин.
