Введение к работе
Актуальность проблемы. Увеличение средний глубинн скважин, а также необходимость вовлечения в разведку и разработку площадей со сложными инженерно-геологическими условиями, предопределяют усложнение конструкции скважин и технологии их бурения. В этой ситуации обеспечение качества строительства скважин предполагает повышение научной обоснованности проектных и управленческих решений. Это обусловлено также и постоянно возрастающим требованием безопасности и надежности функционирования производственных объектов.
Выбор варианта технологии бурения скважины, который обеспечивает требуемую надежность достижения проектного качества скважины, предполагает высокую степень формализации описания составляющих ее процессов. В первую очередь это относится к промывке скважины, которая в отличие от других технологических процессов, в меньшей степени поддается формализованному (количественному) описанию. Причем данная задача должна быть решена в первую очередь при бурении в глинистых отложениях. Это обусловлено тем, что:
на глинистые породы приходится примерно 70% от общего объема проходки и до 99% зон осложнений, связанных с деформационной неустойчивостью ствола скважины;
специфика глинистых пород состоит в высокой чувствительности к технологии промывки, в частности, к составу к свойствам буровых промывочных жидкостей. Поэтому в качестве предмета исследования в настоящей работе выбрана технология промывки ствола скважины применительно к бурению в глинистых отложениях.
Работа выполнена на основе исследований, проведенных в рамках госбюджетных НИР "Гель-технология рабочих жидкостей, применяемых при бурении, заканчиванни и капремонте глубоких скважин в сложных геологических условиях" и ''Методические основы оценки экологической безопас-
ности скважин как горнотехнических сооружений", соисполнителем которых автор являлась в 1994-1996 годах.
Цель работы. Повысить эффективность технологии промывки сква-жин в глинистых отложениях на основе системного анализа технологии промывки и за счет улучшения информационного обеспечения проеетных и управленческих решений.
Основные задачи исследования. Дня достижения поставленной цели в диссертационной работе были определены следующие основные задачи:
1. Провести системный анализ технологии промывки скважины.
-
Разработать принципы проектирования эффективной технологии промывки скважины.
-
Разработать предложения по информационному обеспечению технологии промывки скважин.
-
Изучить механизм взаимодействия буровых промывочных жидкостей (БПЖ) с глинистыми породами и на его основе разработать рекомендации по их кондиционированию.
Научная новизна. На основе системного анализа технологии промывки скважины как горнотехнического сооружения в недрах Земли и собственных экспериментов:
предложено проектирование технологии промывки скважины начинать с обоснования качества промывочной жидкости;
установлено, что возможные пределы изменения ингибирующих и диспергирующих свойств промывочных жидкостей на водной основе различного компонентного состава практически одинаковы; .
показано, что механизм ингибирующей способности калиевых промывочных жидкостей в глинистых породах, содержащих минералы группы смектита, включает два этапа: на начальном этапе их взаимодействия разупрочнение глинистых пород обусловлено только процессом их увлажнения,
на следующем - возрастающим влиянием гидрослюдизацин глинистых минералов.
- разработана интерактивная база данных (ИБД) "Промывка скважин" и внесены дополнения в терминологию отраслевого стандарта.
Практическая ценность. Предложенная методология использования буровых промывочных жидкостей позволяет повысить надежность проектных и управленческих решений при одновременном упрощении процедуры их принятия.
Разработанная интерактивная база данных позволяет повысить эффективность информационного обеспечения технологии промывки скважин, а также упростить решение практических задач.
Результаты экспериментальных исследований позволяют рационализировать кондиционирование буровых промывочных жидкостей за счет использования в качестве контролируемых параметров показателей набухания и пропитки.
Реализация работы. Основные положения диссертации используются в учебном процессе кафедры бурения и Учебно-исследовательского центра по проблемам повышения квалификации ГАНГ им И.М. Губкина.
ИБД "Промывка скважин" используется АО "Сибирская технологическая компания" (г. Нижневартовск).
Апробация работы. Вопросы, составившие содержание работы, докладывались на семинарах повышения квалификации инженеров-производственников, научном семинаре кафедры бурения нефтяных и газовых скважин ГАНГ им.И.М. Губкина* на Международной научно-технической конференции молодых-ученых и специалистов "Молодежь и научно-технический прогресс-9б"(г. Ашхабад) и на Научно-техническом совете Алрелевского отделения ВНИГНИ.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 2 научно-технических отчетах и 7 публикациях, в том числе: в учебно-
методическом пособии "Экологические проблемы строительства скважин" (изд-во "Нефть и газ").
Объем работы. Диссертгшюиная работа состоит из введения, 5 разделов и основных выводов. Общий объем работы /й?страниц машинописного текста, включая 11 рисунков, 27 таблиц, список использованной литературы из 123 наименований источников.
Отдельные главы диссертации обсуждались на разных этапах с сотрудниками кафедры бурения нефтяных и газовых скважин ГАНГ им. И.М. Губкина д.т.н., проф. В.И. Крыловым и к.т.н., доц. Л.В. Борисенко. Автор выражает им искреннюю благодарность'.
Автор благодарит своих коллег - сотрудников кафедры бурения ГАНГ им. И.М. Губкина за оказанное внимание и поддержку при выполнении диссертационной работы.
Особую благодарность автор выражает своим руководителям к.т.н., доц. В.И. Балабе и академику РАЕН, зав. кафедрой, д.т.н., проф. O.K. Анге-лопуло.