Патент на изобретение №2352966

(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН

(57) Реферат:

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для предотвращения и ликвидации осложнений и аварий в процессе бурения в районах, соседствующих или находящихся непосредственно над погребенным континентальным рифтом. Техническим результатом является упрощение способа прогнозирования при сохранении достоверности результатов и сокращении затрат на его реализацию. Способ заключается в отборе образцов породы в процессе бурения и их анализе. Причем отбирают образцы терригенных пород с нефтегазоносных площадей осадочного чехла, соседствующих или находящихся непосредственно над погребенным континентальным рифтом, обрабатывают образцы породы раствором 1:1 соляной кислоты, выявляют зоны развития ломонтита в терригенных толщах чехла по появлению студенистой массы кремнезема, по которой судят о наличии скрытых на глубине разломов, где проводят соответствующие мероприятия по предотвращению аварийных ситуаций.

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для предотвращения и ликвидации осложнений и аварий в процессе бурения в районах, соседствующих или находящихся непосредственно над погребенным континентальным рифтом.

Известен способ предотвращения и ликвидации осложнений и аварий в процессе бурения, который содержит включение кольмататора в компоновку бурильной колонны с установкой заданного перепада давления бурового раствора на долоте, спуск компоновки бурильной колонны в скважину, включение буровых насосов и гидродинамическую обработку стенок скважины кольмататором в процессе бурения. При разбуривании интервалов, осложненных нефтегазопроявлениями, в процессе спуска компоновки бурильной колонны посредством наземной информационно-измерительной системы осуществляют регистрацию и непрерывный контроль комплекса параметров, посредством которого определяют время гидродинамической обработки стенок скважины. Комплекс параметров включает газосодержание бурового раствора на выходе, механическую скорость бурения, уровень бурового раствора в емкостях, расход бурового раствора на входе/выходе, давление бурового раствора на входе, температуру бурового раствора на выходе, электросопротивление бурового раствора на выходе, плотность бурового раствора на входе и скорость потока бурового раствора на выходе. Для предотвращения осложнений и аварий, вызванных поглощением бурового раствора стенками скважины, дополнительно измеряют вращающий момент на роторе. Для предотвращения осложнений и аварий, связанных с неустойчивостью ствола скважины, дополнительно контролируют вес на крюке (см. патент РФ 2272121, МПК Е21В 21/08).

Недостатком способа является его сложность за счет необходимости контроля большого количества параметров, необходимость модернизации бурового оборудования и, соответственно, высокая себестоимость.

5, с.108-119).

Недостатком способа является длительность анализа и его высокая стоимость.

Задачей изобретения является разработка способа определения скрытых на большой (3 км и более) глубине разломов и оперяющей трещиноватости в терригенных породах осадочного чехла.

Технический результат заключается в упрощении способа прогнозирования при сохранении достоверности результатов и сокращении затрат на его реализацию.

Поставленная задача решается тем, что в способе прогнозирования аварийных ситуаций при строительстве нефтегазодобывающих скважин, заключающемся в отборе образцов породы (шлама) в процессе бурения и их анализе, согласно изобретению отбирают образцы терригенных пород с нефтегазоносных площадей осадочного чехла, соседствующих или находящихся непосредственно над погребенным континентальным рифтом, обрабатывают их соляной кислотой, по продуктам реакции судят о наличии скрытых на большой глубине разломов, выявляют зоны развития ломонтита (цеолита) в терригенных толщах чехла по появлению студенистой массы кремнезема (продукта взаимодействия НС1 и ломонтита), по которой судят о наличии скрытых на глубине разломов, где проводят соответствующие мероприятия по предотвращению аварийных ситуаций.

Способ реализуется следующим образом.

В границах месторождений углеводородного сырья, сосредоточенных в осадочном чехле и локализованных в ископаемых палеорифтах, ведется обработка шлама терригенных пород водным раствором 1:1 соляной кислоты. Выделяются интервалы глубин, где шлам желатинирует, т.е. образуется студнеобразная масса. Отождествляют такие аномалии с зонами разломов и оперяющей трещиноватости в терригенных коллекторах осадочного чехла, где проводят необходимые мероприятия по предотвращению обрывов оборудования, поглощения буровых растворов и т.д. Такой подход обусловлен тем, что терригенные породы (песчаники, алевролиты и их переходные разности) без участия фильтрующихся флюидов продуктивными коллекторами не становятся. Только при циркуляции горячих растворов и сопряженных процессах выщелачивания и гидротермально-метасоматического преобразованиях породы приобретают высокие фильтрационно-емкостные характеристики.

Нами установлено, что в условиях тектоно-гидротермальной активизации погребенного палеорифта Западно-Сибирской плиты формирование коллекторов в терригенных породах осадочного чехла и их насыщение углеводородами (УВ) происходило одновременно под действием одних и тех же горячих растворов: t до 200°С для нефти; t 200-300°С для газа и газоконденсата. Эти растворы были обогащены Са, Si, Al, Fe и другими элементами, а также углекислым газом, и УВ флюидами.

4. С.597-602; Сендеров Э.Э. Влияние CO₂2. С.190-200) показали, что смена кальцита ломонтитом через промежуточные ломонтит-кальцитовую и кальцит-ломонтитовую минеральные ассоциации определяется падением парциального давления углекислоты в гидротермальном растворе. Иными словами, область развития ломонтита ограничивается обстановками развития очень низких давлений CO₂ и соответственно невысоких концентраций . Установлено (Структура гидротермальной системы / С.Н. Рычагов, Н.С. Жатнуев, А.Д. Коробов и др. – М.: Наука. 1993. – 298 с.), что содержание углекислоты в недрах гидротермальных систем зависит от фильтрационных свойств пород и минимально на участках сильного разуплотнения, т.е. в зонах разломов, по которым наиболее активно перемещается или перемещался флюид. Соответственно в зонах замедленной циркуляции растворов, характерных для флюидоупоров, возрастает количество CO₂

В условиях погребенных палеорифтов, испытавших тектоногидротермальную активизацию, горячие растворы, способные вызвать ломонтитизацию и кальцитизацию, проникали по разломам в породы осадочного чехла. Они не только метасоматически перерабатывали их, но и перераспределяли УВ из нефтегазоматеринских пород. В итоге там возникали насыщенные газом, газоконденсатом, реже нефтью ломонтитизированные терригенные комплексы, переходящие в кальцитизированные породы (экраны). Сами же разломы – подводящие каналы гидротерм – становились зонами интенсивнейшей цеолитизации (ломонтитизации), обнаружение которых на больших глубинах (3 км и более) чрезвычайно важно.

Общеизвестно (Бетехтин А.Г. Минералогия. М.: Госуд. изд-во геологич. Литературы. 1950. – 956 с.; Геологический словарь. T.1. М.: ГНТИ литературы по геологии и охране недр. 1955. С.395), что при воздействии раствора 1:1 соляной кислоты на ломонтит он быстро разрушается и желатинирует за счет выделения студенистого кремнезема. На этом основывается экспресс-метод его определения. Следовательно, ломонтит может легко диагностироваться в шламе бурящихся скважин.

Таким образом, в нефтегазоносных областях – рифтогенных осадочных бассейнах, испытавших тектоногидротермальную активизацию, – наиболее опасными, с точки зрения возникновения осложнений при бурении, участками осадочного чехла являются зоны интенсивной гидротермально-метасоматической ломонтитизации (цеолитизации).

Способ позволяет предвидеть аварийные ситуации при строительстве скважин (обрыв оборудования, поглощение бурового раствора и т.д.) в глубоко залегающих толщах осадочного чехла, сопряженного с ископаемыми палеорифтами.

Формула изобретения

Способ прогнозирования аварийных ситуаций при строительстве нефтегазодобывающих скважин, заключающийся в отборе образцов породы в процессе бурения и их анализе, отличающийся тем, что отбирают образцы терригенных пород с нефтегазоносных площадей осадочного чехла, соседствующих или находящихся непосредственно над погребенным континентальным рифтом, обрабатывают образцы породы раствором 1:1 соляной кислоты, выявляют зоны развития ломонтита в терригенных толщах чехла по появлению студенистой массы кремнезема, по которой судят о наличии скрытых на глубине разломов, где проводят соответствующие мероприятия по предотвращению аварийных ситуаций.