Бурение в условиях аномально высоких пластовых давлений

Одним из важнейших факторов, влияющих на процесс бурения, разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, является величина пластового давления. Под таким давлением понимается сила, которую оказывают пластовые жидкости (вода и нефть) на вмещающие их горные породы.

В процессе разбуривания залежи и добычи пластовых флюидов давление в горной породе начинает падать и меняется от начального (Pпл. нач.), то есть до воздействия на залежь, до текущего (Pпл. тек.).

Нормальным пластовым давлением считается давление, равное гидростатическому давлению столба жидкости в скважине (старое школьное «ро-же-аш» ), которое в среднем увеличивается на 1 МПа через каждые 100 метров. Путем нехитрых вычислений получаем, что на глубинах залегания основных нефтяных запасов, например, Западной Сибири, а это 2000-3000 метров, пластовое давление изменяется в диапазоне от 20 МПа до 30 МПа. Однако такое распределение не всегда сохраняется: встречаются зоны с аномально низким (АНПД) и аномально высоким (АВПД) пластовыми давлениями. Классифицировать пластовые давления можно по коэффициенту их аномальности К А :

К А < 0,8 - аномально низкие, К А = 0,8^1,0 -пониженные, К А = 1,0^1,05 - нормальные, К А = 1,05^1,3 - повышенные, К А > 1,3 - аномально высокие.

Как правило, опасны высоконапорные скопления углеводородов, ведь их вскрытие и неспособность буровой бригады обуздать гигантскую энергию могут привести к аварийным фонтанам. В таких случаях добывающие компании несут колоссальные убытки на устранение аварий, теряется значительное количество нефти и газа, возможны людские потери.

Бурение, как на суше, так и в акваториях, показало, что АВПД встречаются повсеместно, но особенно часто - на глубинах свыше 4000 метров. При бурении, дабы создать противодавление на стенки скважины в случае АВПД, сильно утяжеляют буровые растворы, что неизбежно ведет к осложнениям: поглощения и уходы раствора, прихваты бурильного оборудования, мини-гидроразрывы пласта. Кроме того, перенасыщение бурового раствора твердой фазой ведет к более быстрому выходу из строя до- лота, снижается механическая скорость бурения. Из этого следует, что нужно не подавлять пластовую энергию, а научиться грамотно её использовать в процессе глубокого и сверхглубокого бурения.

Глины, при избытке противодавления, проявляют вязкопластическую деформацию, и плохо поддаются разрушению, зубья долота лишь царапают забой, уменьшается углубление долота в породу за оборот. Шлам в таком случае плохо выносится, перетирается и, взаимодействуя с буровым раствором, проникает в забой. Наилучшие результаты достигаются при создании небольших противодавлений на пласт и низкой интенсивности промывки.

Так, управление пластовым давлением (УПД) должно включать в себя следующие мероприятия:

• 1)    прогнозирование давлений на всех интервалах бурения в качестве оптимизации и управления процессами бурения;

• 2)    своевременное регулирование противодавлений на вскрываемые пласты, как в ходе бурения, так и глушения скважин.

За счет профессионализма буровой бригады, которая не должна в значительной мере полагаться на превенторное оборудование, и грамотного подхода к составлению плана проведения буровых работ (с вдумчивым анализом геофизических исследований горных пород) есть возможность покорять большие глубины с наименьшими осложнениями.