RU2697438C1 - Method of well control under conditions of inertial effect at primary opening of productive oil-gas-saturated stratum - Google Patents
Method of well control under conditions of inertial effect at primary opening of productive oil-gas-saturated stratum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697438C1 RU2697438C1 RU2018133186A RU2018133186A RU2697438C1 RU 2697438 C1 RU2697438 C1 RU 2697438C1 RU 2018133186 A RU2018133186 A RU 2018133186A RU 2018133186 A RU2018133186 A RU 2018133186A RU 2697438 C1 RU2697438 C1 RU 2697438C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- gas
- oil
- well
- absorption
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
Abstract
Description
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к управлению скважиной в условиях поглощений и проявлений в продуктивном нефтегазорапонасыщенном пласте, и может быть использовано при бурении и освоении месторождений нефти, газа и промышленных рассолов (рапы).The invention relates to the field of drilling oil and gas wells, and in particular to well control under conditions of absorption and occurrence in a productive oil and gas saturated formation, and can be used in drilling and development of oil, gas and industrial brines (brines).
Одной из проблем, возникающих при бурении глубоких скважин на нефть и газ в сложных горно-геологических условиях, связанных с первичным вскрытием аномального высокопроницаемого карбонатного нефтегазорапонасыщенного коллектором с аномально низким пластовым давлением является внезапный переход скважины из режима поглощения бурового раствора в режим газонефтеводопроявления. Механизм возникновения поглощений обусловлен рядом факторов, таких как низкое пластовое давление и высокая проницаемость пласта коллектора [Поляков В.Н., Ишкаев Р.К., Лукманов Р.Р. Технология заканчивания нефтяных и газовых скважин. - Уфа: Тау. - 1999. - 408 с.]. Поглощения возникают как верхней, так и в продуктивной части геологического разреза скважин. Характер каждого поглощения накладывает дополнительные ограничения на процесс бурения скважины. Поглощения в верхней части разреза, как правило, не приводят к последствиям, связанным с газонефтеводопроявлениями из пласта. В свою очередь возникновение поглощений в продуктивных пластах сопряжено с рядом рисков и опасностей в том числе и для здоровья и жизни персонала работников буровых бригад. Осложняющим фактором являются специфические особенности каверно-трещинных карбонатных коллекторов. Развитая система трещиноватости, различия в фильтрационно-емкостных свойствах породы-коллектора в пределах одного месторождения, напряженные состояния породы коллектора, - все это накладывает дополнительные ограничения при проектировании разработки залежей в карбонатных системах [Кутукова Н.М., Бирун Е.М., Малахов Р.А и др. Концептуальнаямодель строения рифейского природного резервуара Юрубчено-Тохомскго месторождения // Нефтяное хозяйство. 2012. №11. С. 4-7].One of the problems that arise when drilling deep wells for oil and gas in difficult geological conditions associated with the initial opening of an abnormally high-permeable carbonate oil and gas saturated reservoir with an abnormally low reservoir pressure is the sudden transition of the well from the mode of absorption of the drilling fluid into the mode of oil and gas development. The mechanism of occurrence of absorption is due to a number of factors, such as low reservoir pressure and high reservoir permeability [Polyakov VN, Ishkaev RK, Lukmanov RR Technology of completion of oil and gas wells. - Ufa: Tau. - 1999. - 408 p.]. Absorption occurs both in the upper and in the productive part of the geological section of the wells. The nature of each absorption imposes additional restrictions on the well drilling process. Absorption in the upper part of the section, as a rule, does not lead to consequences associated with gas and oil manifestations from the reservoir. In turn, the occurrence of acquisitions in productive formations is associated with a number of risks and dangers, including for the health and life of the personnel of drilling crew workers. A complicating factor is the specific features of cavernous-fractured carbonate reservoirs. The developed fracturing system, differences in the reservoir properties of the reservoir rock within the same field, the stress state of the reservoir rock — all this imposes additional restrictions on the design of the development of deposits in carbonate systems [Kutukova NM, Birun EM, Malakhov R.A et al. Conceptual model of the structure of the Riphean natural reservoir of the Yurubcheno-Tokhomskoye field // Oil industry. 2012. No. 11. S. 4-7].
На практике бурения скважин в нефтегазорапонасыщенных коллекторах с аномально низким пластовым давлением встречается довольно непредсказуемые последствия явления, известного как инерционный эффект [Семенов Н.Я. Исследование и изоляция поглощающих и водопроявляющих пластов: пособие для инженера-технолога по бурению скважин: в 2 ч. / Н.Я. Семенов. - Уфа: БашНИПИнефть, 2010-2014. - 900 с. и др.]. При бурении скважин в Восточной Сибири, в частности в Красноярском крае, осложнения возникающие из-за инерционного эффекта встречаются регулярно и могут заканчиваться длительными по времени ликвидациями газонефтеводопроявлений.In practice, drilling wells in oil-and-gas-saturated reservoirs with abnormally low reservoir pressure has rather unpredictable consequences of the phenomenon known as the inertial effect [Semenov N.Ya. Research and isolation of absorbing and water-producing strata: a manual for a process engineer for drilling wells: at 2 p.m. / N.Ya. Semenov. - Ufa: BashNIPIneft, 2010-2014. - 900 s. and etc.]. When drilling wells in Eastern Siberia, in particular, in the Krasnoyarsk Territory, complications arising from the inertial effect are encountered regularly and can result in long-term liquidations of gas and oil and gas occurrences.
В вышеприведенных источниках отсутствуют рекомендации по бурению скважин по нефтегазорапонасыщенным пластам в условиях инерционного эффекта при полном поглощении промывочной жидкости.In the above sources there are no recommendations for drilling wells in oil and gas saturated formations under the conditions of inertial effect with complete absorption of flushing fluid.
Наиболее близким к заявляемому относится способ первичного вскрытия сложного кавернозно-трещинного карбонатного нефтегазонасыщенного пласта горизонтальным стволом большой протяженности [Патент №2598268 от 13.10.2016 г. (Прототип)]. В данном патенте описывается возможность бурения скважин с одновременным поглощением и проявлением.Closest to the claimed method relates to the primary opening of a complex cavernous-fractured carbonate oil and gas saturated formation with a long horizontal wellbore [Patent No. 2598268 of October 13, 2016 (Prototype)]. This patent describes the possibility of drilling wells with simultaneous absorption and development.
Данный способ имеет недостаток, связанный с тем, что не содержит комплекс необходимых оперативных мероприятий, выполняемых при полном поглощении промывочной жидкости в скважине в условиях инерционного эффекта. В нем отсутствуют рекомендации по проведению спуско-подъемных операций при полном поглощении и порядке действий при возникновении полного поглощения при бурении в условиях инерционного эффекта для недопущения перехода скважины в режим проявления.This method has a disadvantage associated with the fact that it does not contain the complex of necessary operational measures performed with the complete absorption of flushing fluid in the well under the conditions of inertial effect. It does not contain recommendations for hoisting operations with full absorption and the procedure for the occurrence of complete absorption during drilling under the conditions of inertial effect to prevent the transition of the well into development mode.
В упрощенном виде формулами явление инерционного эффекта можно описать следующим образом:In a simplified form, the inertia effect phenomenon can be described as follows:
При бурении без поглощения:When drilling without absorption:
где Ргст - гидростатическое давление бурового раствора, Рпл - пластовое давление, 1,05 - коэффициент запаса по Правилам безопасности нефтяной и газовой промышленностиwhere Rgst is the hydrostatic pressure of the drilling fluid, Rpl is the reservoir pressure, 1.05 is the safety factor according to the Safety Rules of the oil and gas industry
При возникновении полного поглощения без инерционного эффектаWhen complete absorption occurs without an inertial effect
При возникновении полного поглощения в условиях аномального высокопроницаемого коллектора с учетом инерционного эффектаWhen complete absorption occurs under conditions of an anomalous highly permeable collector, taking into account the inertial effect
где Ринерц - давление инерции («инерционный эффект»)where Rinerz is the pressure of inertia ("inertial effect")
Поэтому, после того как инерционный эффект сходит на нет (часть объема бурового раствора ушло в пласт на поглощение), происходит нарушение равновесия с пластомTherefore, after the inertial effect disappears (part of the volume of the drilling fluid went into the formation for absorption), an imbalance with the formation occurs
Другими словами созданы все гидродинамические условия для начала ГНВП из аномального высокопроницаемого продуктивного коллектора. Необходима компенсация давления инерции, в противном случае не избежать газонефтеводопроявлений либо других более тяжелых последствий.In other words, all the hydrodynamic conditions for the start of GNPP from an abnormal highly permeable reservoir are created. Compensation of the inertia pressure is necessary; otherwise, gas and oil and gas phenomena or other more serious consequences cannot be avoided.
Задачей заявленного способа является разработка эффективной технологии бурения скважин по нефтегазорапонасыщенным пластам в условиях инерционного эффекта при полном поглощении промывочной жидкости.The objective of the claimed method is the development of an effective technology for drilling wells in oil and gas saturated formations under the conditions of inertial effect with complete absorption of the flushing fluid.
Техническим результатом является технологическая надежность и безопасность бурения скважин на нефть и газ в сложных горно-геологических условиях.The technical result is the technological reliability and safety of drilling wells for oil and gas in difficult mining and geological conditions.
Задача решается предлагаемым способом управления скважиной в условиях инерционного эффекта при первичном вскрытии продуктивного нефтегазорапонасыщенного пласта, включающим первичное вскрытие продуктивного нефтегазорапонасыщенного пласта бурением в условиях полного поглощения промывочной жидкости, отличающимся тем, что с момента возникновения поглощения при бурении осуществляют постоянный автоматический долив скважины применяемым буровым раствором в затрубное пространство с производительностью 3-5 л/с в целях компенсации отрицательной разницы между статическим и динамическим уровнями, не допуская быстрого перехода скважины из поглощения в газонефтеводопроявление, а при подъеме бурильного инструмента с поршневанием осуществляют принудительный долив скважины применяемым буровым раствором в затрубное пространство с помощью цементировочного агрегата через каждые 100 м в объеме поднятого металла бурильных труб плюс 0,3 м3.The problem is solved by the proposed method of controlling a well under the inertial effect during the initial opening of a productive oil and gas saturated formation, including the initial opening of a productive oil and gas saturated formation by drilling under conditions of complete absorption of the drilling fluid, characterized in that from the moment of occurrence of absorption during drilling, the well is automatically refilled with the used drilling fluid in annular space with a productivity of 3-5 l / s in order to compensate for the negative the difference between the static and dynamic levels, preventing a quick transition of the well from absorption to gas and oil manifestations, and when lifting a drilling tool with a piston, the well is used to be added to the annulus using a cementing unit every 100 m in the volume of the raised metal of the drill pipe plus 0.3 m 3 .
Как правило, динамический уровень при бурении с поглощением фиксируется выше, чем статический уровень. В стандартных условиях это происходит за счет создания дополнительного динамического давления на пласт и обратной реакцией пласта, связанной с повышением сопротивления пласта при закачке в него промывочной жидкости.As a rule, the dynamic level during drilling with absorption is fixed higher than the static level. Under standard conditions, this occurs due to the creation of additional dynamic pressure on the formation and the backward reaction of the formation associated with an increase in the resistance of the formation when the washing fluid is injected into it.
На практике же произошло явление, называющееся инерционным эффектом. Оно описывалось многими исследователями, в том числе Н.Я. Семеновым. Данный эффект объяснялся тем, что площадь поперечного сечения при переходе из ствола вертикального участка - ствола скважины, в горизонтальный участок - пласт, значительно увеличивается, напоминая внезапное расширение. После этого поток в пласте попадает в расширяющийся трубопровод - конфузор. При этом приходит в движение жидкость очень большого объема, находящаяся в скважине и вокруг нее на большом расстоянии в пласте, приобретая соответствующую инерцию движения, что способствует увеличению засасывающего эффекта.In practice, a phenomenon called the inertial effect has occurred. It has been described by many researchers, including N.Ya. Semenov. This effect was explained by the fact that the cross-sectional area during the transition from the trunk of the vertical section — the wellbore to the horizontal section — the formation increases significantly, resembling a sudden expansion. After this, the flow in the reservoir enters the expanding pipeline - confuser. In this case, a very large volume of fluid is set in motion, located in the well and around it at a great distance in the formation, acquiring the corresponding inertia of movement, which contributes to an increase in the suction effect.
Сущность изобретения: поддержание необходимого статического уровня промывочной жидкости при бурении скважины по нефтегазорапонасыщенному пласту в условиях инерционного эффекта при полном поглощении промывочной жидкости.The essence of the invention: maintaining the required static level of flushing fluid when drilling a well through an oil and gas saturated formation under conditions of inertia effect with complete absorption of flushing fluid.
ПРИМЕРEXAMPLE
В качестве примера приведены данные по скважинам, пробуренным на севере Красноярского края. После вскрытия зоны поглощения, связанного со вскрытием высокопроницаемой вертикальной трещины в продуктивном нефтегазорапонасыщенном коллекторе, бурение производится без выхода циркуляции. При остановки процесса бурения осуществляется профилактический долив скважины по затрубному пространству. После технической стоянки, фиксируется статический уровень 250 м (фиг. 1).As an example, data on wells drilled in the north of the Krasnoyarsk Territory are given. After opening the absorption zone associated with the opening of a highly permeable vertical crack in a productive oil and gas saturated reservoir, drilling is carried out without circulation. When the drilling process is stopped, preventive topping up of the well in the annulus is carried out. After technical parking, a static level of 250 m is fixed (Fig. 1).
Состояние по скважине:Well condition:
Вскрыта зона поглощения, бурение остановлено. Статический уровень отбит на Нст=250 м. Скважина находится на равновесии с пластовым давлением в статических условиях.An absorption zone is opened, drilling is stopped. The static level was repulsed at Nst = 250 m. The well is in equilibrium with reservoir pressure under static conditions.
Далее бурение продолжается с полным поглощением. В пласт уходит не только закачиваемая жидкость, но и жидкость из кольцевого пространства. Фиксируется динамический уровень в скважине на отметке 300 м (фиг. 2)Further drilling continues with complete absorption. Not only the injected fluid, but also the fluid from the annular space goes into the reservoir. The dynamic level in the well is fixed at around 300 m (Fig. 2)
Состояние по скважине:Well condition:
Бурение с полным поглощением. Ндин=300 м. Скважина находится на равновесии с пластовым давлением в динамических условиях.Absorption drilling. Ndin = 300 m. The well is in equilibrium with reservoir pressure in dynamic conditions.
Далее бурение продолжается с полным поглощением. В пласт уходит не только закачиваемая жидкость, но и жидкость из кольцевого пространства. Фиксируется динамический уровень в скважине на отметке 300 м.Further drilling continues with complete absorption. Not only the injected fluid, but also the fluid from the annular space goes into the reservoir. The dynamic level in the well is fixed at around 300 m.
Состояние по скважине:Well condition:
Остановка бурения скважины. Ндин=300 м. Мгновенный переход скважины из поглощающей в газонефтеводопроявляющую (ГНВП). Нарушения равновесия скважины. Гидростатическое давление меньше пластового. Пластовый флюид и буровой раствор начинают стремительно подниматься по затрубному пространству скважины.Stop drilling a well. Ndin = 300 m. Instant transition of a well from an absorbing well to a gas and oil and gas producing (GNP). Imbalance of the well. Hydrostatic pressure is less than reservoir pressure. Formation fluid and drilling fluid begin to rise rapidly through the annulus of the well.
При остановке бурения с поглощением, скважина практически сразу переходит в режим проявления, что как раз объясняется разницей между динамическим (Ндин=300 м) и статическим уровнем (Нст=250 м). Инерция большой массы жидкости из пласта начинает с ускорением двигаться к скважине, способствуя дополнительному подпору со стороны пласта (фиг. 3).When drilling with absorption stops, the well almost immediately goes into development mode, which is precisely due to the difference between the dynamic (Ndin = 300 m) and the static level (Nst = 250 m). The inertia of a large mass of fluid from the formation begins to accelerate toward the well, contributing to additional backwater from the side of the formation (Fig. 3).
Состояние по скважинеWell condition
Остановка бурения скважины. Ндин=300 м. Мгновенный переход скважины из поглощающей в ГНВП. Нарушения равновесия скважины. Гидростатическое давление меньше пластового. Пластовый флюид и буровой раствор начинают стремительно подниматься по затрубному пространству скважины.Stop drilling a well. Ndin = 300 m. Instantaneous transition of a well from an absorbing well to GNP. Imbalance of the well. Hydrostatic pressure is less than reservoir pressure. Formation fluid and drilling fluid begin to rise rapidly through the annulus of the well.
В качестве одного из довольно тяжелых осложнений, связанных с инерционным эффектом можно привести пример, на фиг 4., на котором показано, что при вскрытии двух дренирующих трещин процесс газонефтеводопроявления и поглощения идет одновременно. В таких условиях продолжать бурение невозможно. При остановке циркуляции скважина переходит в режим газонефтеводопроявления, при попытках ее заглушить (при закрытом противовыбросовом оборудовании) вся закачиваемая жидкость идет на поглощение Состояние по скважине:As one of the rather serious complications associated with the inertial effect, we can give an example, in Fig. 4., which shows that when two drainage cracks are opened, the process of gas-oil-water manifestation and absorption occurs simultaneously. In such conditions, it is impossible to continue drilling. When the circulation stops, the well goes into the gas-oil and gas manifestation mode, when trying to shut it down (with the blowout equipment closed), all injected fluid goes to absorption. Well condition:
Вскрыты две вертикальные трещины. Равновесие в скважине нарушено. Буровой раствор прокачиваемый через бурильную колонну поглощает вторая вскрытая трещина. При этом вышележащая трещина начинает проявлять.Two vertical cracks were opened. The balance in the well is broken. The drilling fluid pumped through the drill string absorbs the second open fracture. In this case, the overlying crack begins to manifest.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133186A RU2697438C1 (en) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | Method of well control under conditions of inertial effect at primary opening of productive oil-gas-saturated stratum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133186A RU2697438C1 (en) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | Method of well control under conditions of inertial effect at primary opening of productive oil-gas-saturated stratum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2697438C1 true RU2697438C1 (en) | 2019-08-14 |
Family
ID=67640350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018133186A RU2697438C1 (en) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | Method of well control under conditions of inertial effect at primary opening of productive oil-gas-saturated stratum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2697438C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4919218A (en) * | 1989-01-25 | 1990-04-24 | Williams James M | Process for reestablishing circulation in a lost return zone |
SU1684475A1 (en) * | 1989-02-07 | 1991-10-15 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Device for automatic filling of well with drilling mud |
SU1703806A1 (en) * | 1989-07-27 | 1992-01-07 | Среднеазиатский государственный научно-исследовательский и проектный институт газовой промышленности | Drilling-in method |
RU2184206C1 (en) * | 2001-05-22 | 2002-06-27 | Мигуля Анатолий Петрович | Technique to drive holes in highly penetrable crumbling gas- saturated collectors |
-
2018
- 2018-09-18 RU RU2018133186A patent/RU2697438C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4919218A (en) * | 1989-01-25 | 1990-04-24 | Williams James M | Process for reestablishing circulation in a lost return zone |
SU1684475A1 (en) * | 1989-02-07 | 1991-10-15 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Device for automatic filling of well with drilling mud |
SU1703806A1 (en) * | 1989-07-27 | 1992-01-07 | Среднеазиатский государственный научно-исследовательский и проектный институт газовой промышленности | Drilling-in method |
RU2184206C1 (en) * | 2001-05-22 | 2002-06-27 | Мигуля Анатолий Петрович | Technique to drive holes in highly penetrable crumbling gas- saturated collectors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4319635A (en) | Method for enhanced oil recovery by geopressured waterflood | |
RU2494214C1 (en) | Method for well construction | |
CN108915635A (en) | The method for preventing has channeling after high-pressure gas well drilling liner cementing | |
Hogarth et al. | Lessons learned from the Habanero EGS Project | |
Lentsch et al. | Prevention of casing failures in ultra-deep geothermal wells (Germany) | |
US3825070A (en) | Gradient barrier in a secondary recovery operation to inhibit water coning | |
Sun et al. | Optimising development and production of naturally fractured reservoirs using a large empirical dataset | |
RU2697438C1 (en) | Method of well control under conditions of inertial effect at primary opening of productive oil-gas-saturated stratum | |
RU2365735C2 (en) | Opening method of high-pressure stratums, saturated by strong brines | |
RU2427703C1 (en) | Procedure for construction of wells of multi-pay oil field | |
CN106996282B (en) | The compound completion method of pneumatic jack trap | |
RU2640844C1 (en) | Method for running casing string in horizontal long-distance wellbore | |
CN104453843B (en) | The monitoring while drilling method and its monitoring device of strata pressure | |
RU2299308C2 (en) | Water-bearing bed isolation method | |
RU2714414C1 (en) | Method for lowering a casing column into horizontal shafts of a large length under conditions of differential clamping | |
US10570714B2 (en) | System and method for enhanced oil recovery | |
RU2148698C1 (en) | Method for opening of productive gas-bearing bed by drilling | |
RU2792128C1 (en) | Method for cementing the conductor, a technical column during the construction of wells | |
CN104533282B (en) | Compound Two-way Cycle under balance pressure drilling technique | |
RU2793351C1 (en) | Completion method for a production well that has opened a transitional zone of a gas deposit | |
RU2787163C1 (en) | Method for drilling a well with an exposed reservoir | |
RU2485295C1 (en) | Development method of productive formation with low-permeability section | |
RU60615U1 (en) | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE INFLATION OF A WORKING AGENT IN THREE PRODUCTIVE LAYERS | |
RU2735504C1 (en) | Method for opening high-pressure formations saturated with strong brines | |
RU2641555C9 (en) | Method for sealing degassing wells |