Cтраница 2
При прохождении импульса давления по трубопроводной системе в момент появления утечки возникает отрицательный импульс давления ( фаза импульса противоположна фазе исходного импульса), распространяющийся вправо и влево от узла ( В) со скоростью звука в данной среде и может быть зафиксирован датчиками. Кроме того, возникают положительные импульсы давления от узлов ( 1) ( 8), которые также распространяются в обе стороны по трубопроводу со скоростью звука. Результаты численного эксперимента показывают реальную возможность реализации предлагаемого метода обнаружения утечек и несанкционированных врезок. [16]
В таких условиях отрицательного импульса давления бывает достаточно, чтобы произошел выброс, а положительный импульс давления может вызвать гидравлический разрыв пласта с последующей потерей циркуляции. Путем анализа случаев осложнений доказана связь между отрицательными импульсами давления и происшедшими выбросами, а также между положительными импульсами давления и поглощениями. [17]
До сих пор рассматривались давления, возникающие при установившемся течении, но во время нормального цикла бурения возникают различные нестационарности, которые необходимо сводить к минимуму. Нестационарные давления влияют на безопасность работ в скважине. Положительный импульс давления возникает всякий раз, когда в скважину спускают свечу бурильных труб, которая действует как поршень со свободной посадкой, выдавливая буровой раствор из ствола скважины. [18]
В первой части этой главы будет рассмотрено теоретическое поведение потока, соответствующее трем реологическим моделям вначале при ламинарном, а затем при турбулентном режимах течения. Во второй части главы приведены применяемые на практике уравнения гидравлики для определения давлений и скоростей потока при бурении скважин. И наконец, в главе рассматриваются некоторые проблемы, связанные с реологией буровых растворов, такие как очистка ствола скважины, отрицательные и положительные импульсы давления. [19]
Химическое и механическое диспергирование бурового шлама ведет к повышению доли выбуренной породы в буровом растворе в процессе бурения. В ограниченной степени переход в раствор выбуренной породы полезен, но ее избыток создает значительные трудности и приводит к удорожанию буровых работ. Например, переход в раствор коллоидных глин придает ему нужные реологические и фильтрационные свойства, но когда в раствор переходит слишком много глинистых частиц, происходит его интенсивное загустевание, что вызывает значительное снижение механической скорости бурения, повышает вероятность выброса под действием эффекта свабирования при подъеме колонны, а также вероятность поглощения в результате повышения давления в кольцевом пространстве при циркуляции раствора и положительных импульсов давления при спуске колонны. [20]
Для предотвращения притока пластовых флюидов в ствол скважины гидростатическое давление столба бурового раствора должно превышать давление флюидов в порах породы. Поэтому буровой раствор имеет тенденцию вторгаться в проницаемые пласты. Сильных поглощений бурового раствора в пласт обычно не происходит благодаря тому, что его твердая фаза проникает в поры и трещины на стенке ствола скважины, образуя глинистую корку сравнительно низкой проницаемости, через которую может проходить только фильтрат. Буровой раствор приходится обрабатывать с целью обеспечения как можно меньшей проницаемости глинистой корки, чтобы поддержать устойчивость ствола скважины и снизить до минимума внедрение фильтрата бурового раствора в потенциально продуктивные горизонты, что вызывает ухудшение коллекторских свойств. При высокой проницаемости глинистой корки она становится толстой, что уменьшает эффективный диаметр ствола и вызывает различные осложнения, например чрезмерный момент при вращении бурильной колонны, затяжки при ее подъеме, а также высокое давление при свабировании и значительные положительные импульсы давления. Толстая корка может вызвать прихват бурильной колонны под действием перепада давления, что приводит к дорогостоящим ловильным работам. [21]