В большинстве случаев при строительстве разведочных и эксплуатационных скважин причиной непроизводительного времени (NPT) является трудность поддержания баланса давления в скважине. Этот фактор оказывает также отрицательное воздействие на безопасность персонала, окружающей среды, буровой установки и скважины. Особенно актуальна эта проблема для скважин с высокой температурой и давлением, а также в случаях, когда диапазон между поровым давлением и давлением гидроразрыва пласта совсем небольшой или равен нулю.
В случае проявления риски, создаваемые им, настолько велики, что необходимо немедленно принять меры по регулированию работы скважины. Часто при этом для принятия решения есть всего лишь небольшой промежуток времени и совсем мало информации о том, что происходит в скважине. Принять правильное решение зачастую сложнее еще и потому, что каждый вариант имеет свои недостатки.
Неправильная диагностика может стать причиной дорогостоящего простоя. Неадекватное утяжеление промывочной жидкости для предотвращения выброса может привести к повышению дифференциального давления и стать причиной поглощения бурового раствора. Это, в свою очередь, вызовет цикл проявлений и поглощений, в результате чего будет потеряно несколько дней и миллионы долларов. В целом, это может привести к нарушению продуктивности пласта или потере скважины.
Лучшим способом подбора оптимального решения этой задачи является как можно более глубокое понимание процессов, происходящих в скважине. Для этого и используется система раннего обнаружения проявлений и поглощений.
Однако система раннего обнаружения проявлений и поглощений не является универсальным решением любой задачи. Целью является преодоление проблем, связанных с нарушением геологического давления в любых его проявлениях. Для эффективного реагирования необходимо четкое определение таких факторов, как степень неопределенности геодавления, ожидаемое состояние скважины и буровой установки.
Компания Weatherford достигла подобной гибкости благодаря комплексу услуг по обнаружению изменяемого проявления/поглощения, которые представляют собой оптимальную комбинацию геолого-технологических исследований, консультационных услуг по геодавлению и применению системы управления с замкнутым контуром Microflux™, что позволяет снизить риски, повысить эффективность бурения и сократить расходы.
В чем суть процесса?
Основная функция системы EKLD – быстрое обнаружение проявлений и поглощений на начальном этапе, когда их еще несложно устранить и пока они не привели к серьезному ГНВП. Успех преимущественно взаимосвязан с информацией, полученной из скважины в процессе бурения.
"Ключевым фактором при выборе соответствующих услуг EKLD или их комбинации является неопределенность, – рассказывает Дэвид Пэвел, директор по развитию услуг оптимизации бурения компании Weatherford. – Неопределенность может иметь разную степень и быть связана со множеством уровней риска. Подбирая необходимые услуги по EKLD, мы можем предложить оптимальное решение проблемы".
Консультационные услуги по геодавлению
При высокой степени неопределенности подбор услуг EKLD начинается на этапе планирования скважины и включает в себя предоставление сервиса по оценке давлений (GPC), позволяющего прогнозировать поровое давление. Эти услуги продолжают оказываться и в процессе бурения и предполагают использование данных, полученных в режиме реального времени, для обновления и корректировки прогнозов. Полученные данные используются в качестве основы для планирования следующей скважины.
"Мы сравниваем, анализируем и интерпретируем стандартные количественные (например, сейсмические данные и данные каротажа) и качественные (попутный газ, шлам и температура) показатели, характеризующие состояние скважины, – говорит Саймон Хьюс, менеджер департамента геохимических анализов при геолого-технологических исследованиях скважин компании Weatherford. – Этот метод позволяет получить более полную картину изменения порового давления и нестабильности ствола скважины".
Процесс устранения неопределенности геодавления начинается с прогнозирования. В качестве исходных данных для создания модели порового давления берутся сейсмические данные и данные по соседним скважинам. Используя эту модель, экспертная группа по оценке давлений помогает при подборе бурового раствора и подготовке плана крепления скважины, а также консультирует по вопросам снижения рисков.
После начала бурения модель обновляется на основании фактических данных, что позволяет создать более точное представление о геодавлении ниже забоя, что способствует повышению качества решений и их реализации, и, как следствие, улучшается результат.
При бурении каждой последующей скважины полученная информация не только повышает качество и эффективность бурения, но и позволяет более корректно выбрать место для скважины. Измерение порового давления также позволяет определить тип флюидов и степень их взаимодействия, что необходимо для правильной оценки пласта.
Система обнаружения Microflux
В дополнение к услугам по определению геодавления компания Weatherford предлагает систему обнаружения Microflux, которая позволяет выявить даже малые притоки и поглощения. В сочетании с консультационными услугами в отношении геодавления система позволяет получить дополнительные данные для продуктивной работы.
Выявление особенностей структуры при помощи специальных алгоритмов позволяет четко определить профили притока и флуктуации давления. В результате наиболее распространенные параметры нестабильности скважины, например, вздутие пласта и дыхание скважины, выявляются своевременно и могут быть оперативно устранены с минимальным риском.
Если уровень неопределенности высокий, применение услуг EKLD обеспечивает серьезное преимущество при оперативном обнаружении и классификации проблем, связанных с внутрискважинным геодавлением. При глубоководном бурении, когда существует высокий риск резкого разгазирования в райзере над превентором (ПВП), система Microflux обеспечивает возможность раннего обнаружения прямого риска.
Кроме функции обнаружения, автоматизированная система Microflux с установленным штуцерным манифольдом обеспечивает простой переход к бурению с регулируемым давлением и возможность управления малыми и большими притоками и поглощениями в скважине, а также разгазированием вымываемого флюида в райзере.
В ходе разведочного бурения при лучшем понимании условий геодавления технология Microflux позволяет провести четкое разделение между действительно проявлениями и последствиями небольших штатных изменений, например, поступление в буровой раствор газа при наращивании и перепады давления и расхода, вызванные другими причинами.
Эта информация позволяет буровикам применить комплекс процедур, наиболее подходящих для скважины в текущем состоянии. План бурения может быть скорректирован уже на буровой площадке, при этом могут быть изменены различные параметры: от плотности бурового раствора до процедур реагирования при проявлении. В результате обеспечивается более высокий уровень безопасности, сокращается непроизводительное время и увеличиваются скорости бурения.
Геолого-технологические исследования
Третьей составляющей услуги EKLD является новейшая система для геолого-технологических исследований. Этот вид услуг непосредственно на буровой позволяет определять различные параметры скважины для выявления проявления/поглощения, включая анализ выбуренного шлама, расходов, плотностей бурового раствора и уровней в емкостях.
"При подборе оптимальной конфигурации системы геолого-технологического контроля и газового каротажа необходимо учесть множество факторов в зависимости от конкретных условий эксплуатации и необходимости комбинации с другими средствами обнаружения проявления/поглощения, – говорит Алан Моррисон, менеджер департамента систем для геолого-технологических исследований скважин Weatherford. – Диалог с заказчиком – важный этап выбора наиболее подходящего решения".
Геолого-технологические исследования скважины включают в себя множество параметров: от важных производственных вопросов, таких как параметры буровой установки, уровень жидкостей и давлений, до определения поровых давлений на соседних скважинах, что необходимо для снижения рисков, связанных с неправильным выбором параметров бурового раствора. Варианты исполнений систем геолого-технологических исследований (ГТИ) включают различные типы измерителей расхода – от индикаторных (лопатка) до электромагнитных. Использование новейшего сумматора объемов бурового раствора в емкостях позволяет различать приток после остановки насосов и проявление даже при выключенных насосах.
Газоаналитический комплекс GC-TRACER® компании Weatherford, используемый в основном для определения характеристик пласта, также обеспечивает повышение эффективности обнаружения проявления. При совместном использовании с системой Microflux он позволяет различать пластовый газ и газ при наращивании, определять состав проявления для более оперативного реагирования и подтверждает восстановление нормальных условий после устранения проявления.
Адаптируемые преимущества
Возможность применения технологий, подходящих для решения конкретных задач, позволяет повысить эффективность и экономичность раннего обнаружения проявлений/поглощений и способствует устранению проблем, связанных с геодавлением.
Как на этапе бурения, когда уровень неопределенности высок, так и на остальных этапах вплоть до разработки, когда все проблемы уже выявлены, улучшение понимания состояния скважины, определение внутрискважинного давления и параметров потока бурового раствора обеспечивает существенное повышение уровня безопасности и снижение рисков.
Выявление особенностей структуры позволяет быстро отличить вздутие пласта и дыхание скважины от проявления для оперативного смягчения последствий и снижения рисков неправильной диагностики.
Измерение потока позволяет в ходе геолого-технологического исследования обнаружить отклонения потока от нормы, указывающие на наличие проявления.
ПОДБОР EKLD СООТВЕТСТВЕННО ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ
Технология раннего обнаружения выбросов/поглощения, используемая на многих скважинах по всему миру и подобранная в соответствии с особенностями каждой из них, повышает эффективность управления скважинами.
Использование комплексной технологии EKLD и услуг по бурению с регулируемым давлением позволило справиться со сложнейшими условиями Северного моря. Скважина была пробурена до проектной глубины, несмотря на узкий коридор допустимых давлений и нестабильность скважины.
Время, необходимое на бурение другой скважины в Северном море, удалось сократить на 75 дней благодаря использованию встроенной системы Microflux и поверхностного газоанализатора GC-TRACER. Уникальный метод применения технологии EKLD и системы управления обеспечивает раннее обнаружение и возможность контроля газопроявлений.
Использование услуг в отношении геодавления (GPC) при бурении на юге Каспийского моря позволило сэкономить порядка 8 млн долл. США при решении проблем, связанных с выбросами/поглощениями. Эти успехи способствовали повышению эффективности строительства скважины и стали основой для дальнейшей разведки.
В странах Юго-Восточной Азии консультационные услуги по оценке давлений позволили выявить и решить проблемы проявлений/поглощений в скважине с высокими показателями давления/температуры (HP/HT) и рядом проблем с давлением, имевших место в прошлом. В соответствии с рекомендациями GPC следует также использовать компоновку низа бурильной колонны (КНБК) для бурения скважины до указанного значения общей глубины в более сжатые сроки.
При морском бурении в Египте восемь попыток пробурить разведочную скважину закончились неудачно вследствие цикличного возникновения проявлений/поглощений. Использование системы управления Microflux в комбинации с системой непрерывной циркуляции, принадлежащей оператору, позволило обеспечить бурение скважин с высокими показателями давления/температуры до указанной общей глубины.
В Восточном Техасе (США) бурение скважины в жилом районе было остановлено и сработал превентор, когда после остановки насоса система Microflux выявила увеличение притока флюида. Между остановкой насоса и остановкой бурения прошло всего три минуты, выброс составил 35 баррелей, что позволило избежать полномасштабного ГНВП с посредствующей, возможной, потерей буровой установки.
Применение EKLD и системы Microflux привело к существенной экономии времени и средств при бурении в Мексиканском заливе. Раннее обнаружение поглощения бурового раствора и проявлений в разведочных скважинах позволяет выполнять точную и эффективную регулировку параметров скважины с высоким давлением.
Геолого-технологические исследования позволили на два дня сократить расчетное время бурения разведочной скважины в Северном Кувейте. Применение EKLD в комбинации с измерением параметров потока бурового раствора позволило выявить проявление на ранней стадии и принять соответствующие меры, в результате чего удалось избежать серьезных последствий.
Высокая концентрация опасного сероводорода усложняла бурение скважины с высокими показателями давления/температуры в Кувейте. Удалось предотвратить ситуацию, требующую мер по регулированию работы скважины, когда в ходе ГТИ было выявлено падение устьевого давления на 300 фунт/кв. дюйм (2,07 МПа), после чего произошло увеличение объема бурового раствора. Проверка параметров потока позволила своевременно подтвердить проявление и оперативно принять меры по предотвращению опасных последствий.
