Бурение на депрессии

Бурение на депрессии или UBD - это процедура, используемая для бурения нефтяных и газовых скважин, когда давление в стволе скважины поддерживается ниже статическое давление, чем пробуриваемый пласт. Во время бурения скважины пластовая жидкость течет в ствол скважины и поднимается на поверхность. Это противоположно обычной ситуации, когда в стволе скважины поддерживается давление над пластом, чтобы предотвратить попадание пластового флюида в скважину. В такой обычной скважине с «репрессией» вторжение жидкости считается выбросом, и если скважина не закрыта, это может привести к выбросу , опасной ситуации. Однако при бурении на депрессии на поверхности имеется «» - по сути, уплотнение, которое отводит добываемые жидкости в сепаратор, позволяя бурильной колонне продолжать вращаться.

Если пластовое давление относительно высокое, использование бурового раствора с более низкой плотностью снизит давление в стволе скважины ниже порового давления пласта. Иногда в буровой раствор вводят инертный газ для уменьшения его эквивалентной плотности и, следовательно, его гидростатического давления по всей глубине скважины. Этим газом обычно является азот, поскольку он негорючий и легкодоступный, но для этого использовались воздух, воздух с пониженным содержанием кислорода, обработанный дымовой газ и природный газ.

Бурение на гибких трубах (CTD) позволяет осуществлять непрерывное бурение и откачку, поэтому можно использовать бурение на депрессии, которое может увеличить скорость проходки (ROP).

Существует несколько видов бурения на депрессии. Наиболее распространенные перечислены ниже.

• Сухой воздух. Это также известно как пыль. Здесь используются воздушные компрессоры в сочетании с бустером (который снимает напор с компрессоров и увеличивает давление воздуха, но не увеличивает объем воздуха, идущего в скважину), и единственная жидкость, закачиваемая в скважину, - это небольшое количество масло для уменьшения коррозии.
• Туман. В поток воздуха добавляется небольшое количество пенообразователя (мыла). Мелкие частицы воды и пены в атмосфере воздуха поднимают стружку обратно на поверхность.
• Пена. В поток добавляется большее количество пенообразователя. Пузырьки и скопления пузырьков в атмосфере тумана возвращают обрезки на поверхность.
• Стабильная пена. В поток добавляется еще большее количество пенообразователя. Это консистенция крема для бритья.
• Эрлифт. Пробки и пузырьки воздуха в матрице из воды, мыла могут или не могут быть добавлены в жидкий поток воздуха.
• Аэрированный раствор. В поток бурового раствора нагнетается воздух или другой газ. Блоки дегазации необходимы для удаления воздуха перед его рециркуляцией.

Недобалансированные скважины имеют несколько преимуществ по сравнению с обычным бурением, включая:

• Минимум. В обычной скважине буровой раствор нагнетается в пласт в процессе, называемом вторжением, что часто вызывает повреждение пласта - снижение способности пласта передавать нефть в скважину. -скачка при заданном давлении и скорости потока. Это может быть или не подлежать ремонту. При бурении с недостаточным балансом, если состояние недостаточного баланса сохраняется до тех пор, пока скважина не станет продуктивной, вторжения не произойдет и можно полностью избежать повреждения пласта.
• Увеличивает скорость проходки (ROP). При меньшем давлении на забое ствола скважины буровому долоту легче резать и удалять породу.
• Снижение потери циркуляции. Нарушение циркуляции - это когда буровой раствор бесконтрольно попадает в пласт. Большое количество бурового раствора может быть потеряно до образования надлежащей глинистой корки, или потеря может продолжаться бесконечно. Если скважина пробурена с недостаточным балансированием, буровой раствор не попадет в пласт, и проблемы можно избежать.
• Устраняет дифференциальное прихватывание. Дифференциальное прихватывание - это когда бурильная труба прижимается к стенке ствола скважины так, что часть ее окружности будет испытывать только пластовое давление, а остальная часть будет продолжать толкаться под действием давления в стволе скважины. В результате труба прилипает к стене, и для ее удаления может потребоваться сила в несколько тысяч фунтов, что может оказаться невозможным. Поскольку пластовое давление больше, чем давление в стволе скважины в UBD, труба отодвигается от стенок, что устраняет дифференциальное прихватывание.
• Снижает повреждение пласта и потери воды. Некоторые горные породы имеют склонность к реакции воды. При использовании бурового раствора вода в буровом растворе вступает в реакцию с пластом (в основном глиной) и, по сути, вызывает повреждение пласта (снижение проницаемости и пористости). Использование недостаточно сбалансированного бурения может предотвратить это

Бурение на депрессии обычно дороже, чем обычное бурение (при бурении наклонно-направленной скважины, для которого требуются инструменты для наклонно-направленного бурения ), и оно связано с собственными проблемами безопасности. Технически скважина всегда находится в состоянии выброса, если в скважину не вытесняется более тяжелая жидкость. Бурение с использованием воздуха требует более быстрого увеличения объема ствола скважины, поскольку шлам будет быстрее падать в затрубное пространство, когда компрессоры снимаются с скважины, по сравнению с текучей средой с более высокой вязкостью в скважине. Поскольку воздух является сжимаемым, телеметрические измерения пульсаций бурового раствора во время бурения (MWD) инструменты, для которых требуется несжимаемая жидкость, не могут работать. Распространенными технологиями, используемыми для устранения этой проблемы, являются либо электромагнитные инструменты MWD, либо инструменты MWD на кабеле. Скважинная механика обычно более агрессивна еще и потому, что объем жидкости, проходящей через забойный двигатель или забойный молот, больше, чем у эквивалентной жидкости при бурении с балансировкой или избыточной балансировкой из-за необходимости более высоких скоростей вверх по скважине. Коррозия также является проблемой, но ее можно в значительной степени избежать, используя масло для покрытия или ингибиторы ржавчины.

Ссылки

Нас, Стив, Глава 12 Бурение на депрессии, из Справочника по нефтяной инженерии, том II, редактор Роберт Митчелл, 2007, страницы II-519–569. Справочник можно получить от Общества инженеров-нефтяников. [1ght