Методы предупреждения рапопроявлений

В связи с неудачными ранее попытками бурить скважины, из которых происходили проявления рапы, с промывкой утяжеленными растворами, скв. Денгизкуль решено было максимально разрядить, а в дальнейшем углубить ( до спуска промежуточной колонны) с промывкой рапой.Таким образом, наиболе часто встречающиеся осложнения при проводке скважин через соляно-ангидритовую формацию - смятия обсадных колонн и проявления рапы. Эти осложнения характерны не только для площадей с АВПД, но и для тех, в разрезе которых присутствуют соляно-ангидритовые отложения.Наибольшие осложнения возникают при проявлении так называемой рапы. Рапа - пластовая вода с высоким содержанием солей кальция и магния, находящаяся в пласте при аномальном давлении. При проявлениях рапы в результате разности растворимости солей с пластовой и устьевой температурами, вблизи устья скважины могут отлагаться кристаллы соли, вплоть до закупорки сечения скважины. Заглушить рапу утяжелением бурового раствора, как правило, не удается.Сведения о минерализации пластовых вод, использованных для получения гидрогеля магния в Оренбургской области. Бородинская, Иртекская, Тепловская и др.), где до глубины 1900 м залегает мощная толща четвертичных и верхнепермских глин, зачастую перемятых и переслаивающихся с отложениями галита ( гидрохимическая свита), а в интервале 1900 - 3100 м ( кунгурский ярус) разрез представлен галитом с возможными пропластками бишофита и карналлита. При бурении наблюдаются полные поглощения, растворение солей, проявления рапы хлоркальциевого и хлормагниевого типов с дебитом до 2 тыс. м3 / сут, газопроявления с аномально высокими пластовыми давлениями. В некоторых скважинах происходит смятие обсадных колонн. Ниже глубины 3100 м возникают интенсивные газопроявления.По 12 скважинам уменьшена интенсивность проявлений пластовых флюидов и выбросов породы с аномально высоким поровым давлением, что обеспечило нормальный спуск эксплуатационной колонны и испытание продуктивных горизонтов. Например, скважиной 86 Кенкияк вскрыто 370 м подсолевых отложений и спущена эксплуатационная колонна, скважинами 25 Каротобе и 37 Каротобе вскрыто 400 и 500 м подсолевых отложений и спущены эксплуатационные колонны. В скважинах 3, 8, 10, 12, 18, 26, 38 на площади Ширяевской (Астраханская НРЭ) бурили в условиях проявления рапы с дебитом 10 - 15 м3 / сут.Фонтанирование рапы происходит за счет упругой энергии породы и рассола, а затем и уменьшения резервуара рапы в результате пластического течения солей под действием неуравновешенного давления вышележащих пород. Как правило, рапа имеет высокую температуру, более 150 С; и при движении по стволу скважины значительно охлаждается в результате теплообмена с окружающей средой и адиабатического расширения выделяющегося растворенного газа. В процессе охлаждения происходит интесив-ное выпадение солей из рапы, их кристаллизация и осаждение на тенках скважины, что приводит к резкому сужению и даже полному перекрытию ствола скважины. Это, в свою очередь, может служить причиной прихвата бурильного инструмента с одновременной потерей циркуляции. Бурение в зонах с АВПД ведется на переутяжеленных растворах, поэтому проявление рапы обусловливает уменьшение плотности промывочной жидкости и, как следствие, обвалы неустойчивых пород в открытой части ствола выше зоны фонтанирования, что также может быть причиной прихвата бурильного инструмента, закупорки ствола и прекращения фонтанирования. В случае проявления рапы во время цементирования обсадной колонны цементный раствор выносится потоком рапы на поверхность. Указанные выше осложнения - причина резкого уменьшения, иногда в десятки раз, скорости бурения, а во многих случаях и ликвидации скважин. Поэтому при первых признаках рапопроявления следует прекратить бурение и после расчета, установившегося пластового давления рапы определить плотность промывочной жидкости. В случае продолжающегося фонтанирования необходимо провести разрядку энергии линзы рапы путем самопроизвольного фонтанирования или с помощью аэрации столба рассола в скважине.Фонтанирование рапы происходит за счет упругой энергии породы и рассола, а затем и уменьшения резервуара рапы в результате пластического течения солей под действием неуравновешенного давления вышележащих пород. Как правило, рапа имеет высокую температуру, более 150 С; и при движении по стволу скважины значительно охлаждается в результате теплообмена с окружающей средой и адиабатического расширения выделяющегося растворенного газа. В процессе охлаждения происходит интесив-ное выпадение солей из рапы, их кристаллизация и осаждение на тенках скважины, что приводит к резкому сужению и даже полному перекрытию ствола скважины. Это, в свою очередь, может служить причиной прихвата бурильного инструмента с одновременной потерей циркуляции. Бурение в зонах с АВПД ведется на переутяжеленных растворах, поэтому проявление рапы обусловливает уменьшение плотности промывочной жидкости и, как следствие, обвалы неустойчивых пород в открытой части ствола выше зоны фонтанирования, что также может быть причиной прихвата бурильного инструмента, закупорки ствола и прекращения фонтанирования. В случае проявления рапы во время цементирования обсадной колонны цементный раствор выносится потоком рапы на поверхность. Указанные выше осложнения - причина резкого уменьшения, иногда в десятки раз, скорости бурения, а во многих случаях и ликвидации скважин. Поэтому при первых признаках рапопроявления следует прекратить бурение и после расчета установившегося пластового давления рапы определить плотность промывочной жидкости. В случае продолжающегося фонтанирования необходимо провести разрядку энергии линзы рапы путем самопроизвольного фонтанирования или с помощью аэрации столба рассола в скважине.Одним из тяжелых видов осложнений при бурении являютсярапопроявления, которые приурочены к хемогенным отложениям.Проявление рапы распространяется на нефтегазоносных площадях Средней Азии, Казахстана, Поволжья. Кроме того, в Пермской и других областях приходится цементировать мощные отложения бишофита и карналлита. В связи с этим и возникла необходимость разработки тампонажных цементов, стойких в условиях магнезиальной агрессии.Во многих регионах проводка скважин сопровождается проявлениемвысоконапорных рассолов (рапы).При проявлениях рапы наблюдается выпадение кристаллов солей по мере охлаждения ее при подъеме с большой глубины, где температура в соответствии с геотермическим градиентом ниже. При переходе рапы из жидкого, текучего состояния в пастообразное и твердое возможны закупорка ею кольцевого пространства скважины, прекращение циркуляции, прихват бурильного инструмента, потеря скважины.Как правило, проявление рапы носит внезапный характер, особенно, если оно большой интенсивности, поэтому в большинстве случаев считают предпочтительным разрядить ралoсoдержащий резервуар в соленосной толще. Как правило, к углублению скважин в данной ситуации приступают только тогда, когда поступление рапы в ствол не превышает 3 - 5 мэ / сут. Обычно к этому времени буровой раствор, который находился в скважине, приходит в полную негодность из-за рaзбaвления рапой. В этот период по стволу скважины, как правило, имеют место такие виды осложнений, как затяжки, посадки и прихват бурового инструмента и, как следствие этого, ее ликвидация.В нефтегазоносных регионах при наличии данного вида осложненийотмечены случаи ликвидации скважин. Так в Оренбургской области в 1969 -2000 год по причине рапопроявлений ликвидировано 12 скважин, а выход намассовое строительство скважин на месторождения с наличием рапоносныххемогенных отложений приводил к снижению технико-экономическихпоказателей бурения на 15 -20 %.Выбор способа борьбы с рапопроявленисм в настоящее времяопределяется, в основном, двумя параметрами: дебит при свободномфонтанировании и пластовое давление без четкой регламентации другихпараметров осложнения.Известны методы предупреждения зон рапопроявлений:путем построения карт толщин соляных пластов и отождествления зон рапопроявлений с локальными раздувами толщин солей в присводовых и сводовых участках современных структур. Недостатки - невысокая достоверность, обусловленная возможность только качественных оценок с потенциальной рапоносности антиклинальной солевой структуры;выявление зон АВПД и повышенной влагонасыщенности разреза путем проведения комплекса геофизических исследований, выделение антиклинального поднятия со смещенными структурными планами над- и подсолевых отложений, определения контура его свода бурения скважины, проведение комплекса ГИС и определение зоны рапопроявлений. Недостатки -  невозможность учета реальных литологических условий соленосного разреза и выделения интервалов залегания зон рапопроявлений, связанных с наличием в разрезе межсолевых пород - раповместителей.Изобретение, сделанное сотрудниками Газпром геологоразведки и их коллегами, позволит:минимизировать геологические риски;достичь значительного сокращения сроков строительства разведочных и эксплуатационных скважин;сократить затраты при поиске, разведке и разработке месторождений нефти и газа.ЗАКЛЮЧЕНИЕНа основании рассмотренной темы можно сделать следующие заключенения:• Строительство скважин в условиях рапопроявления сопряжены со значительными технологическими и экологическими рисками, приводящими в случае осложнений к кратному увеличению стоимости скважины или ее ликвидациию.• В настоящее время отсутствует технологически отработанная технология вскрытия и закрепления рапоносных горизонтов в условиях АВПД и минерализацией рассолов бивалентными ионами.• Перед цементированием рапоносных горизонтов на месторождениях, осложненных рапопроявлениями и поглощениями, необходимо предусмотреть тампонирование рапоносного горизонта с применением изоляционных материалов и сшивателей.• Перед подбором изоляционных материалов и сшивателей требуется детальное изучение состава пластовой воды и ее совместимости с применяемыми базовыми жидкостями, существующими изоляционными материалами и сшивателями.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Степанов В.Н. Ликвидация поглощения буровых растворов сиспользованием наполнителей/ В.Н. Степанов, С.Н. Горонович, А.В. Ефимов //Бурение и Нефть. - 2005. -N°6.-C 12-14;2. Степанов В.Н Расчет радиуса изоляционных экранов при ликвидациизон поглощения буровых растворов / В Н Степанов, С.Н. Горонович, П.Ф.Цыцымушкин, А.В. Ефимов // Защита окружающей среды в нефтегазовомкомплексе. - 2005. - № 6 - С. 29-32;3. Ефимов А.В. Крепление скважин в условиях хемогенных отложений // А.В. Ефимов, С.Н. Горонович, П.Ф. Цыцымушкин, В.Н. Степанов // Нефтяноехозяйство. - 2006. - № 4. - С. 102-104.