ПОГЛОЩЕНИЕ БУРОВОГО РАСТВОРА 1 2 1 2018 Confidential Information

Что такое потеря циркуляции для инженера по растворам? Время, проводимое инженером на емкостях 2

Что такое потеря циркуляции? • Уход всего раствора в пласт • Основная проблема –

Осложнения и трудности, возникающие при поглощении • • Прихват труб Проявления, выбросы Нарушение стабильности ствола скважины Нарушение коллекторских свойств продуктивной зоны пласта • Потеря информации о разбуриваемом пласте 4 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Потеря циркуляции раствора • Последствия – Увеличение стоимости раствора – Увеличение срока строительства –

Поглощение может произойти в результате: • Природных причин – Ухода раствора в естественные трещины, каверны, полости, поры при бурении рыхлых, трещиноватых, кавернозных пород. • Искусственных причин – Гидравлический разрыв пород и ухода раствора в искусственно созданные трещины. 6 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Природные причины • Слабосцементированые породы (песок, супесь, гравий) – Высокая проницаемость • Истощенные песчаники – Высокая проницаемость – Низкое пластовое давление • Кавернозные трещиноватые известняки – Каверны, полости, трещины соединенные между собой 7 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Искусственные причины поглощения Технические причины Установка обсадной колонны в неправильном месте • Установка обсадной колонны над переходной зоной – Непрочные породы в зоне башмака обсадной колонны • Установка в зоне аномально низкого давления 8 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Искусственные причины поглощения Технологические причины Гидравлический разрыв • Создаваемое столбом бурового раствора давление на пласт превышает прочность породы – Образуются искусственные трещины • Отрицательные факторы • Сложно остановить • Снижение давления может уже не помочь остановить потерю раствора • Необходимо как можно быстрее остановить потерю циркуляции, чтобы не усугубить осложнение Information © 2010 M-I SWACO Confidential 9 2/1/2018

Гидроразрыв по технологическим причинам Избыточное гидродинамическое давление • Неправильно выбранная гидравлика промывки скважины – Избыточная скорость восходящего потока раствора повышает значение эквивалентной циркуляционной плотности • Неправильно выбранный режим бурения – Избыточная скорость проходки для данного расхода жидкости – Увеличение объема шлама в затрубье повышает эквивалентную циркуляционную плотность раствора 10 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Избыточное гидродинамическое давление Свойства раствора • Избыточная плотность раствора • Высокие реологические показатели • Низкая седиментационная стабильность раствора (оседание барита) – возникновение баритовых пробок • Высокая фильтрация раствора. – Образование толстой глинистой корки на стенках ствола 11 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Избыточное гидродинамическое давление Сoстояние ствола скважины создает высокую эквивалентную циркуляционную плотность • Дюнообразование • Осыпание глин или накопление шлама в кавернах 12 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Гидроразрыв по технологическим причинам Быстрый запуск насосов и возобновление циркуляции при высокой тиксотропии раствора • Слишком быстрый спуск колоны труб – поршневание 13 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Потеря Циркуляции Потеря циркуляции может быть вызвана недостаточной плотностью раствора • Проявление и выброс

Меры по предотвращению потери циркуляции Устанавливать колонну в надлежащем месте • спуск колонны на необходимую глубину, чтобы градиент гидроразрыва породы в зоне башмака обсадной колонны был выше плотности цементного раствора 15 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Меры по предотвращению потери циркуляции Снижение забойного давления • Снизить эффект свабирование и поршневание во время СПО • Применение гидравлической программы промывки скважины – Ламинарный поток – Запуск насосов на медленной скорости при восстановление циркуляции 16 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Меры по предотвращению потери циркуляции Технологический контроль за бурением скважины • Соответствие механической скорости проводки производительности насоса – Контроль за эквивалентной циркуляционной плотностью раствора • Проработка зон сужений ствола • Предотвращение налипание породы на долото и КНБК (сальникообразование) • Дополнительная очистка ствола – Закачка вязких пачек раствора 4 По возможности избегать проявлений скважины и тем более выбросов 17 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Меры по предотвращению потери циркуляции Регулирование параметров раствора • Контроль за содержанием твердой фазы • Регулирование водоотдачи (толщину фильтрационной корки) • Бурение на растворе с минимальной возможной плотностью • Ступенчатое увеличение плотности раствора • Контролировать значения ДНС и СНС 18 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Выбор подходящих материалов для борьбы с поглощением 19 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I

Выбор материалов для борьбы с поглощением КЛАССИФИКАЦИЯ • Фильтрация 0, 2 – 2, 0 м 3/час • Частичное поглощение 2, 0 – 10, 0 м 3/час • Сильное поглощение 10, 0 – 20, 0 м 3/час • Полное поглощение > 20, 0 м 3/час • Катастрофическое поглощение – уровень раствора снижается до глубины 150 - 300 м 20 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Классификация степени поглощения • до 0, 5 куб. м/ч – естественная фильтрация • до 5 куб. м/ч – незначительное • до 10 куб. м/ч – слабое • до 20 куб. м/ч – сильное • до 40 куб. м/ч – полное • > 40 куб. м/ч – катастрофическое 21 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Материалы для борьбы с поглощением (МБП) • ВОЛОКНИСТЫЕ – ДВЕВЕСНОЕ ВОЛОКНО, БУМАГА, ЦЕЛЛУЛОЗА, REAMIX FIBER • ГРАНУЛИРОВАННЫЕ – ОРЕХОВАЯ СКОРЛУПА, ГРАФИТ, Cа. CO 3 • СМЕСИ – KWIK SEAL, M-I SEAL, REAMIX • ХПОПЬЕВИДНЫЕ – СЛЮДА, ХЛОПЬЯ ЦЕЛЛОФАНА, ШЕЛУХА СЕМЯН 22 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Материалы для Борьбы с поглощением (МБП) 23 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Материалы для Борьбы с поглощением (МБП) 24 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Смеси 25 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Смеси: M-I-X II C, M, F 26 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Гранулированные: Ca. CO 3 C, M, F 27 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I

Гранулированные: Ca. CO 3 C, M, F (ИККАРБ) 28 2/1/2018 Confidential Information © 2010

Наполнитель 29 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Материалы для борьбы с поглощением (МБП) • ФИЛЬТРАЦИЯ – Мелкие и средние гранулированные и хлопьевидные материалы • ЧАСТИЧНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ – Средние и крупные гранулированные, хлопьевидные, волокнистые материалы • ПОЛНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ – Средние и крупные волокнистые материалы – Крупные гранулированные материалы – Крупные хлопьевидные материалы 30 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Правильный выбор материалов 31 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Правильный выбор материалов НЕПРАВИЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МБП • Слишком большие размеры МБП Закупорка на поверхности ствола скважины и эрозия при восстановлении циркуляции • Слишком малые размеры МБП Проходят сквозь трещины , не закупоривают 32 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Технология борьбы с поглощением раствора 33 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Анализ ситуации • Условия в момент поглощения – Бурение – Промывка – СПО •

Анализ ситуации • Данные о поглощении – Причина возникновения поглощения – В каком месте ствола произошло – Интенсивность поглощения – Возможные способы ликвидации • Данные о породе – Наличие каверн и пустот – Градиент гидроразрыва 35 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Анализ ситуации • Данные о процессе бурения – Механическая скорость – Нагрузка на долото – Производительность насоса – Давление на насосе • Эквивалентная циркуляционная плотность раствора • Движение бурильной трубы в стволе – Поршневание/свабирование 36 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Потеря Циркуляции Методы восстановления циркуляции без добавления МБП • Поднять инструмент в башмак колонны • Снизить плотность раствора • Снизить давление на выкиде насоса • Изменить реологические свойства (ДНС, К) 37 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Потеря Циркуляции Восстановления циркуляции затруднено, если: • Местонахождения зоны поглощения неизвестно – На забое, под башмаком предыдущей колонны – Или ? ? ? • Несколько зон поглощения • Используются МБП, не подходящие для данного поглощения – Вид смеси или размер частиц материала • Отсутствует отчетность по предыдущим скважинам 38 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Выход из положения Восстановления циркуляции невозможно • Несовместимые условия бурения – Бурение без выхода раствора – Спуск обсадной колонны • Слабосцементированный пласт – Спуск обсадной колонны 39 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Частичная потеря циркуляции (до 10 м 3/ч) • Обработка всего объема раствора МБП – Са. СО 3, Графит, REAMIX FIBER (15 -20 кг/м 3) • Бурение с минимальным давлением на пласт • Строго следить за интенсивностью поглощения 40 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Частичная потеря циркуляции (до 10 м 3/ч) Ш Интенсивность поглощения не уменьшилась · Подъем инструмента в башмак и ожидание · Приготовление пробки на основе бурового раствора и смеси МБП объемом ≈ 20 м 3 • Смесь гранулированных чешуйчатых и волокнистых МБП мелкоразмерных: – MICA F; M-I X II F; Ca. CO 3 ; M-I NUT PLUG F, REAMIX FIBER, REAMIX – Концентрация 30 – 60 кг/м 3 · Спустить инструмент и закачать пачку в зону поглощения 41 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Частичная потеря циркуляции (до 10 м 3/ч) • Поднять колонну бурильных труб над зоной поглощения • Ожидать от 4 -8 часов • Минимизировать давление на пласт – Медленный спуск на забой – Снизить плотность раствора – Если возможно, продолжить бурение с меньшими ходами насоса 42 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Частичная потеря циркуляции (до 10 м 3/ч) • Если циркуляция не восстановилась, то: • Подъем инструмента в башмак и ожидание • Приготовление пробки на основе бурового раствора и смеси МБП объемом ≈ 20 м 3 – Смесь гранулированных чешуйчатых и волокнистых МБП среднего размера: MICA M; M-I X II M; Ca. CO 3 C ; M-I NUT PLUG M; REAMIX FIBER, REAMIX 43 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Пробка с МБП • Выбрать такую концентрацию МБП, чтобы не забить насадки долота, но лучше КНБК без долота (открытый конец) • Спустить инструмент и закачать пачку в зону поглощения • Очистить трубы от пачки • Поднять колонну бурильных труб над зоной поглощения • Ожидать от 4 -8 часов • Медленный спуск на забой и бурение на пониженных ходах насоса 44 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Пробка с МБП • С возрастанием объема поглощения правильно увеличивать не концентрацию используемых МБП,

Частичная потеря циркуляции (свыше 10 м 3/ч) • Закачка Пробок с высокой водоотдачей, усиленных

Закачка пробок c высокой водоотдачей Эффект высокой фильтрации • Вода фильтруется из пачки раствора • Образование большой прочной корки в трещинах из МБП и твердые частицы – Образуют матрицу в трещинах Технология установки • Закачка раствора под давлением в пласт 47 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Закачка пробок c высокой водоотдачей Технология установки • Раствор - бентонит/известь (20 м 3) • МБП с различным размером частиц 30 -60 кг / м 3 • КНБК без долота • Произвести замещение со скоростью 0, 3 -0, 6 м 3/мин • Расхаживать колонну для предотвращения прихвата • Закрыть превентор и задавить пробку • Удерживать давление в течение 30 -60 минут 48 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Полное поглощение • Обычно потери раствора не могут быть остановлены только путем закачки пачек с МБП • В случае полного поглощения закачиваются несколько пачек и пачка с МБП является возможно первым шагом в успехе • Если пачка раствора с МБП не останавливает потерю раствора, необходимо использовать полимерные или цементные пробки 49 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Полное поглощение • Пробка приготовленная на основе бурового раствора и смеси МБП – Смесь гранулированных чешуйчатых и волокнистых МБП средне и крупно размерных MICA М M-I X II С Ca. CO 3 С NUT PLUG F NUT PLUG М 50 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Мягкие пробки • В дизельное топливо добавить бентонит в концентрации 1200 кг / м 3 • Закачать в бурильную трубу 1 м 3 дизельного топлива • Закачать смесь в бурильную трубу, затем закачать еще 1 м 3 дизельного топлива • Прокачать в пробку до конца бурильной колонны, закрыть превентор • Закачать пробку (0, 8 м 3/мин) и одновременно закачивать раствор в затрубье (0, 8 м 3/мин) • Задавить пробку в пласт (давление до 20 атм) 51 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Компоненты мягких пробок • Дизельное Топливо и Бентонит – РАСТВОР НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ • Вода и VG-69 (Органофильная глина) – РАСТВОР НА НЕФТЯНОЙ ОСНОВЕ 52 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Твердые (цементные) пробки • Часто эффективны при полных и катастрофических поглощениях – Бентонит /цемент

Дизтопливо/бентонит/цемент – цементная пробка • В дизельное топливо добавить бентонит 600 кг / м 3 и цемент в концентрации 600 кг / м 3 • Закачать в бурильную трубу 1 м 3 дизельного топлива • Закачать смесь в бурильную трубу, затем закачать еще 1 м 3 дизельного топлива • Прокачать в пробку до конца бурильной колонны, закрыть превентор • Закачать пробку (0, 8 м 3/мин) и одновременно закачивать раствор в затрубье ( 0, 4 м 3/мин) • Задавить пробку в пласт (давление до 20 атм) 54 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Дизтопливо/бентонит/цемент - цементная пробка • • • 55 Индикатор веса указывает на наличие затяжек Поднять инструмент в зону, свободную от пробки Не производить обратной циркуляции! ОЗЦ перед разбуриванием - 8 часов Если не сработало - действие повторить Внимание! Удалить весь раствор и воду из манифольда, емкостей и насосов 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Бурение без выхода циркуляции Аэрированные растворы • Бурение в зоне поглощения – Нет выхода раствора – Аэрированные растворы • Спуск обсадной колонны 56 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Поглощение при использовании растворов на углеводородной основе Отличия • Растворы на нефтяной основе образуют барьер, изолирующий проницаемые пласты • Растворы на нефтяной основе Трещины (гидроразрыв) образуются при меньшем давлении на стояке 57 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Поглощение при использовании растворов на углеводородной основе Отличия реологических свойств • Температура – После спуска долота циркуляция на малых скоростях до достижения раствором нормальной температуры и вязкости – Предотвращает высокую эквивалентную циркуляционную плотность • Объемное расширение и сжатие – Объем уменьшается, когда раствор охлаждается на поверхности во время СПО – Объем уменьшается при высоком давлении 58 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Поглощение при использовании растворов на углеводородной основе Добавка МБП в циркуляционную систему • Большие концентрации МБП увеличивают эквивалентную циркуляционную плотность – • • 59 Усугубляют поглощение Тщательный отбор МБП – – – Ореховая скорлупа, слюда, целлюлоза Графит Мраморная крошка (Cа. CO 3 ) 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Форм-А-Сквиз (Form-A-Squeeze ) TM Уникальное решение для ликвидации поглощений 60 2/1/2018 Confidential Information ©

«Пробка» для ликвидации поглощений Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) • Для ликвидации массивных поглощений в процессе бурения M-I SWACO разработала новую технологию – смесь, позволяющую приготовить жидкость с высоким содержанием твердой фазы и с высокой фильтратоотдачей, которая образует твердую «пробку» в зоне поглощений как в трещинных, так и в кавернозных пластах. • В результате поглощения ликвидируются практически мгновенно – независимо от времени и температуры. 61 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

«Пробка» для ликвидации поглощений Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) Область применения: • Установка пробки для ликвидации или профилактики поглощений в открытом стволе • Установка пробки для ликвидации поглощений в обсаженном стволе или для закупорки перфорационных отверстий или зоны негерметичности • Прокачка пробкообразующей смеси перед закачкой цементного раствора • Установка пробок для повышения целостности башмака обсадной • Профилактика потерь жидкости 62 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

«Пробка» для ликвидации поглощений Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) Преимущества: • Смесь приходит на буровую в готовом виде (все компоненты в мешке) • Легко смешивается для создания жидкостей плотностью до 2. 15 г/см 3 • Легко прокачивается, в т. ч. только буровыми насосами • Не забивает забойное оборудование • Может применяться без буфера • Не зависит от температуры, р. Н, не требует замедлителей или активаторов • Не приводит к авариям в бурильных трубах (не образует пробку внутри бурильной колонны). 63 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

«Пробка» для ликвидации поглощений Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) Особенности: • Легко смешивается с технической морской водой или с углеводородной основой • Смесь экологически безвредна (высокие LC 50) • Совместима как с водными, так и с растворами на неводной основе – Может использоваться без специальных буферов – Может использоваться как добавка (до 28 кг/м 3) к буровому раствору для снижения фильтрационных потерь жидкости • Термостабильность выше 230°С 64 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

«Пробка» для ликвидации поглощений Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) Жидкая фаза отфильтровалась в течение 1, 5 мин, образовавшаяся «корка -пробка» показана на фото. В воду добавили 228 кг/м 3 смеси FORM-A-SQUEEZE и перемешали в течение 10 минут с помощью миксера Hamilton Beach Mixer. Полученный «раствор» залили в фильтр-пресс для проведения стандартного исследования фильтрации по АНИ (6. 8 атм, комнатная температура) ТОЛЬКО со стандартной сеткой (без бумаги) – 250 мкм. 65 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

FORM-A-SQUEEZE (Форм-А-Сквиз) «утяжеленная пробка» для ликвидации. поглощений фаза отфильтровалась, образовавшаяся «корка. Практически вся жидкая пробка» показана на фото. Как и в предыдущем примере испорльзовали 228 кг/м 3 смеси FORM-ASQUEEZE и добали барит до плотности 2. 1 г/см 3. Перемешали в течение 10 минут на Hamilton Beach Mixer. Полученный «раствор» залили в фильтр-пресс для проведения стандартного исследования фильтрации по АНИ (6. 8 атм, комнатная температура) ТОЛЬКО со стандартной сеткой (без бумаги) – 250 мкм. 66 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

«Скорость обезвоживания» Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) 67 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Совместимость FORM-A-SQUEEZE «Пробка» может быть приготовлена как на водной, так и неводной основе (диз. топливо, нефть). На фото показаны пробки, приготовленные с помощью утяжеленного баритом раствора плотностью 1. 86 г/см 3 68 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

«Пробка» для ликвидации поглощений Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) Приготовление: объем 4 м 3 (в воде или УВ основе) Наполнить чистую емкость ~4 м 3 воды (в случае применения РВО) или УВ (для РУО). Ввести через воронку 50 мешков FORM -A-SQUEEZE (на каждые 4 м 3 пачки) и перемешать в течение 15 минут. В случае необходимости применения утяжеленной пачки – добавить расчетное количество барита. Примечание: 50 мешков FORM-A-SQUEEZE в 4 м 3 жидкости дадут прирост объема ~238 л (в неутяжеленной пачке). 69 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

«Пробка» для ликвидации поглощений Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) Методика закачки: • Определить точное место расположения зоны поглощения • Расчитать требуемый объем пачки – минимум 50%-е превышение объема зоны поглощения • Спустить воронку или долото в зону поглощения • Закачать пачку в зону поглощения и МЕДЛЕННО поднять инструмент на 30 м или в башмак обсадной колонны • Закрыть (превентором) кольцевое пространство и создать давление (продавить) 7 -20 атм на столб жидкости, выдержать в течение 10 -20 минут • Медленно возобновить циркуляцию при малой подаче дойти до места установки пробки. Продолжить бурение 70 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

«Пробка» для ликвидации поглощений Форм-А-Сквиз (FORM-A-SQUEEZE) Рекомендации: • Точное определение зоны поглощения увеличивает вероятность успеха установки «пробки» • Не переутяжелить пачку, чтобы избежать выпадение барита • При применении в открытом стволе – не применять буровой раствор в качестве основы для приготовления пачки (т. к. низкая водоотдача не позволит получить «пробку» ) • Плавно создавать и точно выдерживать давление для создания «пробки» Упаковка: Стандартная – 18. 1 -кг мешки (50 мешков на паллете) По запросу - 900 -кг мешки (биг-беги) 71 2/1/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO