Общество инженеров нефтегазовой промышленности (SPE)

Долгопольский Александр Львович Главный редактор журнала «Инженерная практика»

Настоящая статья написана главным редактором журнала «Инженерная практика» Александром Долгопольским в качестве краткого обзора публикации SPE 173062-MS “Managing Losses in Naturally Fractured Formations: Sometimes Nano is Too Small”. Данную публикацию подготовили Sharath Savari и Donald L. Whitfill (Halliburton) для Конференции по бурению Международной ассоциации буровых подрядчиков и Общества инженеров нефтегазовой промышленности (IADC/SPE), проведенной 17-19 марта 2015 года в г. Лондоне. Публикация не рецензировалась.

В работе приводится известное деление поглощений на частичные, полные и катастрофические. И, если с частичными поглощениями буровому подрядчику, как правило, удается справиться стандартными, принятыми в компании средствами, то в более тяжелых случаях нередко возникают серьезные проблемы. Авторы обращают внимание на то, что цель ликвидации катастрофических поглощений состоит не только в том, чтобы получить возможность продолжить бурение, но также и в обеспечении контроля над скважиной. Риски достаточно высоки, и поэтому наличие надежного материала для борьбы с катастрофическим поглощением – это по большому счету страховка от значительных финансовых потерь и других печальных последствий. Между тем, по мнению авторов, в этой области нефтепромысловых технологий осталось еще много пространства для развития.

Авторы предлагают свой подход к комплексному решению проблемы, а именно: инжиниринг комбинированных решений на основе МБП. Фактически это смеси МБП, состоящие из частиц разного типа и геометрии, с двумя или тремя преобладающими типами материалов по размеру частиц. Такие смеси получили название ECS (Engineered composite LCM solutions). Внешний вид одной из таких смесей приведен на рис. 4.1.

В качестве преимуществ такого подхода в работе называется профессиональный инжиниринг распределения размеров частиц для каждого конкретного случая, избавляющий оператора от необходимости испытания различных материалов в промысловых условиях. Кроме того, смесь материалов позволяет комбинировать твердые кольматирующие частицы разных размеров с разбухающими материалами и длинномерными волокнами.

Смеси класса ECS-1 преимущественно задействуют механический кольматационный механизм борьбы с поглощениями и по большей части представляют собой смеси твердых частиц, распределение размеров которых подбирается инженерным способом (рис. 4.2). При этом авторы обращают внимание на то, что с точки зрения размера зерен в случае решений этого класса важно не столько значение d50, сколько сам по себе диапазон размеров частиц.

В смесях ECS-2 преобладают разбухающие элементы (рис. 4.3), которые преимущественно и обеспечивают эффективность материала при относительно более узком диапазоне размеров частиц.

Согласно утверждению авторов, оба типа смесей эффективны уже сами по себе, но в некоторых наиболее сложных условиях проблему поглощений удалось решить посредством совместного применения смесей обоих типов, а также с добавлением длинномерных волокон.

В работе приведены несколько примеров применения смесей типов ECS-1 и ECS-2. В частности, авторы рассказывают о проекте строительства скважин на одном из ближневосточных месторождений с высокой естественной трещиноватостью карбонатных пород. При бурении ствола диаметром 406,4 мм (16 дюймов) подрядчик неожиданно обнаружил поглощение всего объема бурового раствора при расходе 75,7 л/с (1200 gpm). Никакие стандартные МБП не позволяли справиться с возникшей проблемой.

Не желая ставить цементную пробку до завершения бурения секции, подрядчик решил прибегнуть к закачке пачки ECS-1 объемом 15,9 м³, поверх которой также закачал некоторое количество целлюлозы с графитом. В результате стало возможным продолжить бурение, так как объем поглощений снизился с 16,7 до 4,8 м³/ч в процессе бурения и 3,2 м³/ч в статике (рис. 4.4).