Крепление скважин в интервале вечномерзлых пород но примере Юбилейного месторождения

Уважаемые члены государственной комиссии и присутствующие гости!

    Вашему вниманию предлагается дипломный проект на тему Крепление скважин в интервале вечномерзлых пород но примере Юбилейного месторождения.

    Вкратце охарактеризую Юбилейное месторождение, на котором бурится проектная скважина.(Юбил. газовое месторождение расположено на территории ЯНАО в пределах Надымского р-она Тюменской обл. Данная скв. бурится на проектный горизонт –Сеноман ПК1, глубиной 1165 м по вертикали.

    Площадь проектируемых работ расположена в зоне сплошного  распространения многолетнемерзлых пород. Для изучения температуры ММП на Юбилейном месторождении были проведены точечные замеры температур которые были сопоставлены с геотермической зависимостью для Уренгойского месторождения, и легли вдоль нее. Данное обстоятельство позволяет предполагать сходство геотермического режима Юбилейного и Уренгойского месторождений. Как видно из РИС.№1 мощность  многолетнемерзлых  пород  составляет  370 - 400 м. Среднегодовые  температуры  пород  обычно  изменяются  от  -1  до  -4⁰ С. Средняя льдистость на Юбилейной  площади  составляет  50-60 %.

   Данное месторождение относится к первому типу.

Данные обстоятельства обусловливают возникновение осложнений, таких, как осыпи, обвалы, поглощения, прихваты.

 Причины осложнений приведены на РИС.№2. Геокриологические: растепление и последующая потеря устойчивости ММП, замерзание водосодержащих сред в скважине при восстановлении естественной темпер. криолитозоны. 1-ом случаи –  осложнения связаны с кавернообразованием в стенках скв.,  во 2-ом приводит к некачественному цементир.ок в интервале ММП. 

 Наибольшее кол-во смятий обсадных колонн происходит в интервале 20-25 м, где температура мерзлых горных пород не меняется под воздействием сезонных колебаний.

 На сегодняшний день для борьбы с осложнениями возникающими из-за растепления ММП применяются технологии представленные на РИС.№3.

1. Пассивная теплоизоляция производится за­полнением пространства между двумя трубами материалом с низкой теплопроводностью( не выгодно-дорого), в то время как активная теплоизоляция предполагает установку конвективных экранов между ко­лонной и мерзлой породой для вывода теплового потока на поверхность и рассеивание его в атмосфере.

    Активная теплозащита не требует больших затрат только на малых глубинах, когда возможно применение термоконвективных устройств, автоматически включающихся зимой. В этом случае активная теплоизо­ляция может обеспечить устойчивость приустьевой площадки, но не позволяет предохранить от протаивания весь интервал мерзлых пород.

2. Применение промывочных жидкостей с отрицательной температурой возможно при наличии специального холодильного обору­дования. Использование для этих целей атмосферного холода обуслов­ливается не только сезоном, так как необходимо считаться с колеба­ниями температуры воздуха. Однако при понижении температуры про­мывочной жидкости ниже —10 °С возможно образование трещин конт­ракции в мерзлых породах с потерей раствора.

3. Другой принцип защиты обсадных труб от смятия, основывается на сбросе давления, возникающего при обратном промерзании, путем отвода избыточной жидкости из каверн по специально созданным каналам. Такие каналы могут быть созданы тепловыми или ме­ханическими способами. Общим недостатком предложенных способов каналообразования является невысокая их надеж­ность, потребность в больших эксплуатационных и энергети­ческих затратах. Так, например, защита обсадных колонн от смятия достигается за счет перепуска избытка жидкости из промерзающей каверны в полость, образованную кожухом и обсадной трубой, что вызовет усложнение конструкции последней, необходимость бурения ствола скважины увели­ченным диаметром долота и, как следствие, — удорожание строительства скважины.

4.Следующий способ заключается в заполнении эксплуа­тационной колонны замерзающей жидкостью. Образующаяся при замерзании ледя­ная пробка создает противодавление избыточному наруж­ному давлению, повышая сопротивляемость эксплуатацион­ной колонны смятию. Несостоятельность этого утверждения очевидна, если учесть возмож­ность смятия обсадных колонн ниже ледяной пробки путем передачи давления замерзающей жидкости через каналы в цементной оболочке. Кроме того не про­исходит опережающее замер­зание жидкости внутри эксплуатационной колонны, следовательно, этот способ не исключает нарушения целостности конструкций скважин. Применяется при консервации скважин.

5.    Тем не менее, наличие глубоких каверн в интервале ММП делает проблематичным выполнение данной задачи при це­ментировании внешних обсадных колонн, что не позволяет достаточно эффективно использовать указанный выше спо­соб для предупреждения смятия обсадных колонн.