автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Разработка технологии бурения скважин в условиях катастрофических поглощений

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ у ^ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ШАМШИН ВИТАЛИЙ ИВАНОВИЧ

УДК 622.245.5(322.245.3)

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН 3 УСЛОВИЯХ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ПОГЛОЩЕНИЙ (на примера Степноеского месторождения)

Специальность 05.15.10 - Буренио скважин

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь 1998

Работа выполнена & Приволжском УБР , ОАО «Газпром»,

Научный руководитель: кандидат технйчзсж каук,

доцент ПУЛЯ ЮА

Официальные оппснзнгы: доктор технических каук

ДОРСДНОЭ И.П. (ООО Кубань-бургаз» г. Краснодар); кандидат технических наук, доцент ДУБЕНКО Б.Е. ( ОАО еСеаКавНИПИгаз», г. Ставрополь)

Ведущая организация: ДАО «Бургаггготарм» ОАО

«Газпром»

Защита состоится «.21/ » декабря 1£ЭВ г. а «14г> часоа на заседании диссертационного совета К 064.11.04 в Ставропольском государственном техническом университете по адресу : 355032 , г. Ставрополь, проспект Кулакова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СтГТУ.

Отзызы в двух экземплярах, зэзврзнкые печатью учреждения, просим направлять Ученому секретарю диссертационного соеата по указанному адресу.

Автореферат разослан & ноября 1996 г. - -

Ученый секретарь диссертационного сътхъ^^^- __

к.г-м.н. Градин ВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Степнонохоэ подземное храи/лищэ газа (ПХГ) рас-псложано в Саратовском Заволжье и является одним йз крупнейших s России и мирэ с активным объемом газа 5,08 млрд. н куб. м. Создано оно ка база истощенною газового месторождения s 1973 году. Из старого эксплуатационного фонда перешли 12 скзажик , a 16В скважин среднгй глубиной 2150 ,v,qtdob должны быть пробурены.

Из опыта строительства схвахсвн при разЗуривании Степновск.ого месторождения известно, .что в каждой третьей скэажинз вскрывалась одна или "несколько зон катастрофических поглощений. Поглощающие породы залегают на глубикях о? 400 до 1000 кетроз в я мериле бурения пэд промежуточную колонку. Дополнительными серьезными препятствиями для бура к га являлись шламсгые пробки, образующиеся на забое и препятствующие игращиванкю инструмента.

Для прохождения «нтервэла осложнений s Степнозсксм УБР, проводившем бурение скважин для разработки Стелковского мгстсраздення, использовались все известные технологии. При невозможности достижения проектной глубины спуска промежуточной колонны, прсзсдмпось забурквание с глубины 400 - 500 метров наклонно-направленного ствола с целью обойти зону поглощения. Если после габуризания 3....4 стволов этого достичь нз удавалось, то скважина ликвидировалась. Тек из 20 эксплуатационных скважин, заложенных а сзэдовой части поднятия, 5 скважин( т.е. 25 %.), был» ликвидированы из-за осложнений при бурении под промежуточную колонну.

При бурении первых эксплуатационных скваяшн ПХГ попользовался опыт бурения «удачных» стволов скважин старого фонда. Однако применяемые технологии имели а целом низкие технихо-экокомические показатели . Например, по 7 скважинам, бурнашимся в 1975 -79 г.г., затраты календарного времени на прохождение интервала 400 - 1С00 метров составили в среднем на скважину 1Э79 часов, достигая по отдельным из нкх 3... 4 тысячи часов.

Сложившаяся ситуация потребовала разработки принципиально новых способов преодоления осложнений. Для исключения работ по тампонированию зон поглощений и эффективной очистке забоя от шлама автором был разработан способ бурения с обратной орлифтной промывкой. Е соответствии с ним промывка забоя осуществлялась пластовой водой, непрерывно поступающая к долоту из вскрытых водоносных горизонтов за счет аэрации ее в бурильных трубах.

Опытные работы показали, что при использовании обратной эрлифтной промывки (ОЭП) механическая скорость проходки возрастает до 10... 12 метроз в час. Однако при этом в некоторых скважинах, несмотря на многократные проработки с подъемом на поверхность 10 ...40 куб. мэтров шлама, не удавалось углубиться практически ни на один сантиметр. Характер материала, поступающего из скважин указывал на то, что этот ютам представляет продукты обрушения стенок скважин в интервале залегания слабосцементированных обломочных карбонатных пород - известняков и доломитов карбона.

Установление причины поступления такой породы а ствол скважины определило подходы к преодолению этого тяжелого осложнения. Вначале делались попытки формирования устойчивой каверны многократными проработками. Если зто не давало результатов, то проводилась многократная закачка цементного раствора в интервал, что нэ всегда позволяло создать устойчиэый ствол и скважину ликвидировали. Проееденный нами анализ и модельные исследования позволили установить причину недостаточной эффективности известных технологий укрепления неустойчивых пород и на этой оеноае разработать козую технологию.

В предложенном способе (авторское свидетельство СССР 1745837) закрепление слабосцементированных карбонатных пород создается путем многократной проработки укрепляемого интервала с промывкой цементным раствором и энергичным его перемешиваний!« на забое.

В настоящее время бурение с обратной зрлифткой промывхой в сочетания с укреплением неустойчивых пород цементирозанием с зобойнум перемешиванием является наиболее рациональной технологией, гарантирующей проводку

скважин з сложных горно-геологических условиях, аналогичным Степнсвской площади.

Цель работы. Разработка комплекса тэхнико-технологичоских решений для бурения скважин в условиях интенсивных поглощений бурового раствора и осыпей пород.

Основные задачи исследований.

ш выявление причин основных осложнений при бурении скважин в надвэ-рейской карбонатной толике на Степновской площади и прогнозирование приуроченности их по площади и геологическому разрезу;

а разработка технологических и технических решений для прохождения пластов катастрофических поглощений в условиях интенсивных осыпей породы.

Научная новизна.

1. Разработан комплекс эффективных мероприятий по удалению с забоя обломхоз интенсивно осыпающихся пород.

2. Научно обоснован и внедрен в практику бурения способ бурения с обратной эрлифтной промывкой зон катастрофических поглощений

3. Разработан и успешно внедрен способ укрепления неустойчивых пород в бурящихся скважинах.

Практическая значимость работы заключается в той, что разработанный комплекс мероприятий, включающий бурение с обратной эрлифтной промывкой з сочетании с укреплением неустойчивых пород цементированием с забойным перемешиванием, является наиболее эффективном и гарантирующим успешную проводку схважин з интерзалах залегания интенсивно поглощающих и осыпающихся слзбосцзментирозаннмх горных пород.

Апробация работы. Все основные результаты диссертации : бурение с обратной эрлифтной промывкой, способы укрепления неустойчивых пород в бурящейся скважине и др. нашли практическое применение при бурении 23 скважин на Степновсхой ПХГС с общим экономическим эффектом 23,9 млрд. руб-лзй (в ценах 1866 г.). По результатам применения разработанных технологий в практике бурения автор награжден а 1996 году Премией РАО «Газпром».

Материалы диссертаций докладывались на «Парной региональной каучно-тзчничэсшЗ конференции, секция «Нефть и газ» в г. Ставрополе, 1997 г.

8 полчом объеме диссэргацмоннзя работа докладывалась на сеаместном заседании кафедры бурения СтГТУ и научно-технической секции по буреняю СеаКааНИПИгаза, где была одобрена и рекомендована к защите.

По теме диссертации опубликовано 8 статей, получена! 2 авторски* свиде-тельсгза

Фактический материал и личный вклад.

В основу диссертационной работы положены исследования г&торг за период с 1979 по 1998 годы, а также данные бурения; геофизических исследоза-ний скзаж/н и другие материалы научных и производственных организаций ДАО «Бургазгеэтерм» ОАО «Газпром».

Проведенные научные исследования базировались на фактическом материале по строительству скзгжик на Стелнозском месторождении. Полученные катером результаты превши опробование на бурящихся сшисинах, послужили осноеой создания коеой рациональной технологии бурения с ичт&рэзлах катастрофических поглощений в условиях осыпей пород, которая включена в обязательный комплекс технологических мероприятий, используемых при строительстве скважин на Стелноаскон ПХГ.

Объем работы. Диссертация состоит из 4 глаз и заключения, изложенных ка 142 страницах текста, иллюстрируемых 31 рисунком, 5 таблицами и сопровождается списком литературы из 32 наименований.

В диссертация защищаются следующие основные положения.

1. Способ удаления из скаажикы обломков интенсивно осыпающихся пород.

2. Новгя технология бурения пластов, характеризующихся катастрофическим поглощением Бурового ргствора.

3. Способ укрепления неустойчивых пород в бурящихся скважинах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глааа состоит из трех разделов

3 пгрвом раздела приведены краткие сеедения об условиях бурения скважин на СтепноЕСКом местарсждеяии.

С 1973 года ПО «Союзбургаз» приступило к проведению буровых работ по созданию подземного хранилища газа на база истощенных газовых залежей Стег.нсаского месторождения. В соответствии с проектом необходимо было пробурить 1SG схаажин с расчетной сродной глубиной около 2150 и.

Й хода проведения буроаых работ имели место серьззмае осложнения, обусловленные поглощением промывочной жидкости в интервале бурения под промежуточную колонну ( 400 - 1000 м) Такие поглощения приводят к резкому снижений техчико-экономических показателей на только га счет потерь времени на борьбу с ними, но и за счет гозргстгния аварийности.

Так, по скважинам , з разрезе которых не были вскрыты гоны катастрофических поглощений, затраты календарного времени нз бурение указанного интервала на превышали 500 чзеоз, s том числа на ликвидацию осложнений 70 -150 часов. Вместе с тем затраты календарного времени на прохождение зтогр интервала а ехзажинйх, где были катастрофически поглощения, составили з среднем на одну скважину 1979 чгссв. То есть, на каждой из скважин дополнительные потери времени составили около 1500 часов, или более двух станко-месяцев. На отдельных скважинах, с наиболее сложными условиями проводки, эти потери бып.ч еще значительнее. Так, по скважине Мз 169 затраты временя иа прохоадение интервала 400 - 1000 м достигли 4056 часов.

Поглощение промызечной жидкости сопровождалось накоплением в ствола шламовых пробок, высота которых достигала нескольких десятков метров.

Иногда, в процессе углубления вскрывались поглощающие зены, куда шлам уходил, шламовые пробки исчезали и дальнейшее бурение под промежуточную колонну проводилось бэз выхода циркуляции и без осложнений. В связи с этим, исходя из возможности ескрытия зоны, куда уходит шлам, стратегия прохождения осложненного интервала состояла в бесперебойном обеспечении буровых водой и максимальном сокргщении времени на наращивание.

Если шлэмопринимающий интервал я ргзрезз отсутствовал, бурение под промежуточную колонну затягивалось на многой месяцы из-за необходимости

закачки в скважину всевозможных тампонажных смесей для ликвидации поглощения.

В некоторых скважинах при поглощении отмечались обвалы породы. Именно из-за них чаще всего производилась зареэка нозых стволов с целью обойти осложненную зону. По некоторым скважинам второй или третий стволы оказывались вне осложненной зоны. Но в большинстве случаев зто мероприятие эффекта не давало и ряд скважми был ликвидирован.

Во втором разделе приводится анализ инжемврко-геслогических условия бурения на Степнозской площади.

Степноеское поднятие , с которым связано одноименное нефтегазовое месторождение расположено е юго-западной части Сгетсвсхого вала, приуроченного к южному склону Налаковско-Пугачевского еаода.

Разрез скважин представлен осадочными породами девонской, каменноугольной и пермской систем палеозойской группы, юрской и мелсаой систем мезозойской группы, каогеновой и четвертичной систем кайнозойской группы.

Основные осложнения а процессе бурения связаны с надверейской карбонатной толщей, в которой с некоторой степень» условности, по минералогическому составу, можно выделить два части: доломитовую и известняковую.

С целью установления закономерностей распределения поглощений по разрезу, нами были проанализированы соответствующие данные по продуманным скважинам, начиная с 1973 г.

Анализ псхазал, что в интервале бурения под промежуточную колонну можно выделить два поглощающих ком апекса. Верхний расположен е интервале 400 - 500 м. Нижний - 750 - 850 м, Поглощения промывочной жидкости, отмеченные по некоторым скважинам в интервале 500 - 750 м , носят спорадический характер.

Поглощения в верхнем комплексе начинаются обычно после углубления ниже крошти карбонатных отложений на глубину от 10 до 50 м.

Поглощения в нижнем комплексе четко приурочены к мячкоссхому горизонту. Более дательное рассмотрение материалов позволяет установить, что наиболее интенсивные поглощения приурочены к пачка Я-2 мячхсесглго горизонта. Именно в этой пачка чаще всего наблюдаются прсь-алы инструмента при Зуре-

нии, что свидетельствует о существовании здесь многочисленных каверн. Природа возникновения згих кззери, видимо, связана с процессами выщелачивания пород ичфильтрационными годами, движущимися по перэично проницаемым пачкам.

По всей вероятности, это обстоятельство обусловило формярозание су-ларпроницаамых» зон и чрезвычайно Еысокую продуктивность еодоносных горизонтов. Последнее было использозако при разработке и реализации техника-технологическкх решений, представленных ниже

В третьем разделе привэден анализ затрат еремеми и материалов на ликвидацию осложнений, связанных с катастрофическими поглощениями бурового раствора при бурении под промежуточную колонну на СтепковскоЯ площади.

Зо второй главе пригодится анализ регультатоз опробования различных технологий для прохождения надзерейской карбонатной толщи.

При бурении под промежуточную колонну а зависимости от интенсивности поглощения ухудшается или вообще прекращается очистка скважины от выбуренной породы. Преодоление осложнений, сзязанных с недостаточной очисткой ствола скважины, обусловленной поглощением бурового раствора, осуществляется двумя принципиально различными путями. Р.араый пут а - это ликвидация или снижение .интенсивности поглощения бурозого раствора до приемлемей ве-пкчичы, когда оставшаяся циркуляция обеспечивает удовлетворительную очистку ствола. Второй путь - применение технологий, позволяющих производить рсстоянчоз или периодическое удаление шлама без ликвидации поглощения.

В первом раздело приведен детальный анализ темпа углубления и счистки ствола скаанин при.использовэнии способов снижения интенсивности поглощения бурового раствора при бурении различных скважин под промежуточную колонну на Степнсвской площади;

н аэрирования бурового раствора;

а аведеумя в состав бурового раствора различных наполнителей;

га цементирования зон поглощений.

Было установлено, что применение азрирсяанной жидкости а условиях сложной гидродинамической обстановки в скважине, при образовании в глинистых проплатах кад^рн-чначительного диаметра нэ позволило ликзидировать.

осложнения комплексного хзрзжтера, связанны© с поглощением и заиипамлеии-ем ствола.

Опыт введения различных наполнителей в буровой раствор для снидения интенсивности его поглощения показал, что эти меры эффективны лишь при вскрытии зон частичного поглощения, в зонах же катастрофических поглощений следует использовать более эффективные способы.

Изоляция поглощающих горизонтов в верхних интервалах надзерейсксй толщи путем их цементирования требует проведения дорогостоящих работ. Цементирование же интерьалез, соответствующих зонам катастрофических поглощений, как правило, не приносило желаемого результата: цементный раствор либо размывался пластовой водой, либо уходил в поглощающие горизонты.

В этой связи нами был разработан и успешно опробован новый способ цементирования высокопроницаемого пласта (а.с. 18772571 СССР , 1931}. Суть способа заключается в образовании в поглощающем пласте непроницаемого экрана путем закачки тампонажного раствора и одновременного создания б устьевой части воздушного буфера с цепью регулирования давления э системе скважина-пласт.

Для этого воздух закачивают в скважину до давления, равного пластовому. . После закачки тампонажного раствора воздух страаливзгат из скважин до давления в воздушном буфере, равного разности пластового давления б поглощающем пласте и статического давления столба тампонажного раствора, оставляемого б скважине. Это давление сохраняют в скважине до окончания твердения тампонажного раствора.

Опытные работы на скважинах показали высокую эффективность этого "метода ликвидации поглощений пластов. Однако, е случае высокой дренирован-ности ьысохог.роницззмых интервалов возможности его мсгут Быть ограничены.

Сравнительно незысокая эффективность перечисленных методов борьбы с катастрофическими поглощениями бурового раствора при строительстве екза-жин ка Степновском ПХГ обусловила необходимость создзния специальной технологии бурения интервалов катастрофических поглощений бзз выхода цирку-

ляции, что в свою очередь создало проблему счистки откола скважины от шлама.

Второй раздел вжпючзвт разработку технологий бурения интервале* катастрофичен ких поглощений бурсвсга раствора.

Бурение без выхода циркуляции на Стелноаском ПХГ еедется без особых затруднений в тем случг^ когда «оглощающий пласт свободно принимает всю выбуренную породу, Одиато б большинстве случаев выбуренная порода ке имеет возможности ухода а ппаст, в результате чего происходят обриозек^.е на забое шламовой пробка, достигающей гчачительных размеров. Причем, особэк-дасти г.и.тологачаскрго состава, структуры и характера разрушения разбуриваемых пород обуславливают образование на забое достзтсчиэ крупных обпоадкоз,.

Характерным примером являются образцы породы, полученные при обу-ризая/и шламовой пробки коронкой диаметром 12? ми в ехзажине № "33. На «ноги/ крупных обломках .юроды, наряду с повзрхнсстями скалывания, видны полости, заполненные христалламк жильного кальцита. Зго свидетельствует о высокой стзлзни трещиногзтости, котсрея, видимо, и определяет наблюдаемый характер разрушения породы.

3 сгязи с тем, что способ бурения интервалов катастрофических гогяощг? нкй баз выхода циркуляции язляэтея наиболее рациональным для Стелнсвского ПХГ, нами были разработаны различные методы удаления шлама без ликвидации поглощения.

Вымызаиив шлама «пузырями*. При бурении с прямей промыекой аэрированной водой было замечено, что восстановлению циркуляции предшествует интенсивный выброс газожидхоегкой смеси. Поскольку при этом создается высокая старость' восходящего потока, решили его использовать для вымыза выбуренной породы' из сквзжикы и применять 8 том случае , когда промыта аэрированной «одой не обеспечивает выноса шлзмз на лэвэрхнэсть. Зтот способ получил название "Вымывание шлама пузырями".

Вымывание "пузырят" проводите» по следующей технологии.

Инструмент с проработкой углубляется в шлам на 4 - 8 м. В бурильные трубы компрессором закачивается воздух до давления 3 - 4 МПа. Затем витича-етез бурсеой насос и воздушный пузырь выдавливается в эатрубков простран-

стзо. Через некоторое время происходит выброс газсжидкссткой смеси со значительным количеством шлама,

В сущности в скважине происходят следующее. Пр'Л выходе из труб воздух подхзатызаег часто шлама и, образуя газожадкостную смгсь, транспортирует его на поверхность с большой скоростью. По мере продвижения смеси вверх, ее объем увеличивается, что снижает давление столба жидкости г згколсниом пространстве, бследстгиэ ч?го на стен»! скзгкг.ны создается значительная депрессия, возрастает опасность обрушения стенок скважины.

Этот метод был опробован на ряде скважин и показал достаточно высокую эффективность. Однако, ссзданке депрессии на пласт приводило к нарушению устойчивости стенок скважины в породах, склонных к кавернообразованиге. Кроме того, при выбросах, в условиях негерметизирсеанного устья, создавалась опасная для персонала ситуация.

»Конт&йнерно-сифонный» способ азалэченич ада?,«а с забои скважины.

"Коктейнерно-сифонный" способ извлечений шлама с забоя скважины был предложен и впервые опробован нами на скважине Ш 133. Суть способа заключается а следующем.

Контейнер длиной около 20 м собирается из обсадных труб. Его нижняя часть оборудуется специальной коронкой, изготовленной в форме конуса, в которой устанавливается откидывающаяся перфорированная заслонка, позволяющая Бести прямую промывку.

Контейнер на бурильных трубах спускается на забой. Не доходя до "головы" шламовой пробки, включают буровой насос, с вращением углубляются в шлагл на 5-10 м. Затем буровой насос отключается ь бурильную колонну нагнетается компрессором воздух.

При достижении 3,0 - 6,0 МПа компрессор останавливают и 07крызают пус-козую задвижку. В результате стравливания воздуха создается резкий пер-злад давления между скважиной и внутренней полостью бурильной колонны. Вода, подхватывая шлам, устремляется во внутрь бурильной копснны После выравнивания давления еосходящсо движение зсды прекращается, оседающий шлам

закрывает заслонку. Затем инструмент поднимается, из контейнера и нижних 2 -4 свечей бурильных труб удаляется шлам.

Для количественной характеристика описанного способа автором сформулирована и аналитически решена задача движения шламовой частицы, поднимаемой а «контейнер-» перетоком бурового раствора из кольцевого пространства в трубнса, при переменной разности уровней. При этом приняты следующие осчсзные условия: частица имеет шарообразную форму; режим движения потока жидкости по трубам и кольцевому пространству турбулентный; уровень в копьцебоы пространстве изменяется при отсутствии притока и поглощения или остается постоянным - динамическим; втягизанием частиц в контейнер скоростным напором пренебрегаете.«.

На базе задач 'истечения жидкости при переменной разности уровней составлены дифференциальные уравнения, списывающие изменения во времени: положения уровня жидкости в бурильных трубах ( с учетом гидравлических сопротивлений), скорости восходящего потока в контейнере и вертикальной координаты шламовой частицы Решение указанных уравнений позволило получить расчетные зависимости для планирования технологической операции очкеткк ствола скважины «контейнерно-сифожым» методом, а именно : величину необходимого перепада давлений; максимальную длину контейнера технологически необходимого диаметра.

Применение «хонтайнерно-сифонного» способа позволило осуществить успешную проводку ряда скважин на Степновсксй площади.

Вместе с тем, анализ технико-технологических показателей процесса бурения с использованием «хонтейкэрко-сифонного» способа свидетельствует о сравнительно невысоком темпе углубления скважин, что обусловлено необходимостью многочисленных повторных проработок с целью измельчения шлама, Кроме того, при отборе шлама возможно нарушение устойчивости стенок скважины за счет гидроудара.

Бурение с обратной эрлифтной промывкой.

Известно ,чтс при бурении з условиях катастрофических поглощений бурового раствора непрерывное удаление шлама может осуществляется с помощью одной из схем обратной промывки, осуществляемой путем снижения ста-

тического давления столба жидкости в бурильной колонне тем или иным способом. Наиболее часто дли этих целей используется эрлифт..

Однако, применение в данных условиях эрлифта, работающего по традиционной схеме, требует специального оборудования и инструмента : вертлюгов или специальных вращающихся головок для ввода воздуха, ведущих труб с продольными каналами для воздуха, а , главное, двух колонн бурильных труб с концентрическим или параллельным расположением в стволе.

Анализ процессов, происходящих в бурящихся скважинах Степновского ПХГ, показал, что при решении определенных технических задач бурение с обратной промывкой, создаваемой эрлифтом и выходом промывочной жидкости , транспортирующей выбуренную породу на поверхность, может быть осуществлено с применением обычного бурового оборудования и инструмента. Сущность разработанного способа для случая промывки пластовой водой, иллюстрируется рисунком и заключается в следующем.

Воздух от компрессора I подается в кольцевое пространство между обсадной колонной 2 и бурильной колонной 3 . Кольцевое пространство между обсадной и бурильной колоннами герметизировано на устье вращающиеся пре&енто-рсм 4 или другим пригодным для данной цели герметизирующим устройством. Подаваемый г кольцевое пространство воздух оттесняет воду ниже аэратора 5, выполненного в виде перезодниха с боковым отверстием, поступает з бурильную колонну , аэрирует находящуюся там воду. Под воздействием перепада давления , вызванного аэрированием, а «зажина нарушается гидравлическое равновесие: вода из водоносного пласта 6 поступает а ствол скесЖины, омывает за 5ой и породоразрушающий инструмент 7, захзатызгег выбуренную породу и поднимается по бурильной колонне, преходит чзрез Еедущую трубу (на схеме нэ показана ). вертлюг 8 и по шлангу 8 попадает в емкость 10 для сбора воды и выбуренной породы. Вода из емкости 10, в зависимости от условий, сбрасывается в поверхностные водостоки или возвращается в скважину.

Так как в процесса углубления скважины увеличивается и глубина нахождения аэратора , то рабочее давление воздуха принимается таким, чтобы оно превышало гидростатическое давление на глубине нахождения аэратора в конце долбления.

Схема бурения с обратной эрлифтной промывкой.

Перед спуском инструмента для очередного долбления аэратор переставляется на длину пройденного интерзала в первоначальное положение. Таким образом з процесса'бура.чия он остается в одном и том же интерзале.

Первое опробование технологии бурения с обратной грлифтной промув-кой проводилось при бурении скважины 172 Степнезской площади.

Полученный* опыт подтвердил практическую работоспособность бурения, его преимущество перед бурением с выносом шлама «пузырями» или «контейнзрно-сифонным» способом в силу ранее указанных ограничений. Глав-

нее, что при этом не создаются резкие перепады дгелений , который вызывают потерю устойчивости стенок скважины.

Эффективность предлагаемой технологии во многом определяется правильным выбором основных параметров промывки: глубины погружения смесителя (аэратора), давления и расхода воздуха, диаметра отверстия смесителя.

8 этой сеяз/, нами была исследована гидродинамика процесса при следующих допущениях:

и промывка осуществляется исключительно пластовой водой, т.е. расход, выходящей из скаанины воды полностью компенсируется ее притоком из пласта;

0 режим течения пластовой езды и еа смэси о бурильной колонне и долоте турбулентный;

я воздух считается идеальным газом.

Глубина спуска аэратора I найдена иг условия баланса давлений с учетом многокомпонентного состава давлений движущейся жидкости в скважине и бурильной колонна.

Давление на компрессоре Р„ предложено определять из условия обеспечения критического режима истечений газа через отверстая аэратора:

Рк = 2 (¡-др +ДР2) +АРГ, (1)

где рем, - плотность трехфазной егдзеи промывочной жидкости газа и шлама.

ДР2 - потери на трзниз при движении трехфазной смеси в бурильной колонна от аэратора до устья.

ДРГ - потери ка трение газа от компрессора до аэратора.

Диаметр отверстия аэратора при критическом режиме истечения газа следует вычислять по формуле:

V

«0£_ (2)

^(Р.+Р^а*

где Оз - расход газа на входе з компрессор (при нормальных услоакях); Ро - атмосферное давление; а - скорость звука в воздуха (принято з = 300 м/с).

Кроме того, для предупреждения чрезмерного обогащения промывочной жидкое™ шламом, способного привести к нарушению нормальной работы эрлифта, допустимое зкачгние механической скорости проходки не должно превышать величины

__ (а-1)|иЛрш1

D'

(3)

•j - скорость погружения частиц шлаиа в поглощающейся лзддхссти; а - коэффициент sanaca скорости, зависящей от гранулометрического состава шлама, о. = 1,5+2 ;

d - внутренний диаметр бурильных труб; D - диаметр еквачсины;

9шп. - объемное содержание шлама б промывочной жидкости. Допустимое значен'.',в для воды принято по Потопу - 0,02. Фактическое значение определяется rio формуле

Ршл - Р*

где р»,, р„ и рф. - плотность соотеэтстгснно промызочной жидкости , ее з смеси со шпаком и плотность породы шлгма.

Проведенные расчеты основных параметров обратной промывка эрлифтом для условий скважины N2 224 Степноасксго ПХГ по предлагаемой методике показали практическое совпадение со значениями соответствующих параметре а, определенных опытным путем, что подтверждает достоверность полученных расчетных зависимостей.

Третья глаза посвяиша разработке технических средств бурения с обратной зрлифтмсй промывкой и технологии укрепления неустойчивых пород.

Исследования проводились на екзгжинэх , дальнейшее углубление которых было невозможно, s связи со скоплением шлама кз гэбое. Для осуществления разработанной •схеиь; обратной промывки пластсаой водой е- помощью зр-лу.фта игг.опьзовгпоеь стандартное оборудование, даукомплектогзккоэ специальными наземными средствами. К ним относятся источники снятого воздуха ( компрессорные установки ). их обвязка с устьем скважины, герметизаторы

устья скважины, линии отвода пластовой годы с выбуренной породой и контрольно-измерительные приборы. Оборудование, работающее в сквежинэ, включает: долото, бурильный инструмент, диспергатор и аэратор.

Устье скважины герметизировалось вращающимся превеитером типа 77,11" «НЛ Шаффар». Превентор предназначен для бурения с прядай промывкой и установкой на 289 мм обсадную колонну с максимально допустимый диаметром долота 269 мм. Для ислояьзозания этого прэвгктсра яри бурении с обратной промывкой на Степковской площади в его конструкцию енесгны некоторые изменения. Была изготовлена переходная катушка для установки превен-тора на 324 мм обсадную колонну. Для спуска долота диаметром 295,3 мм корпус преБентора проточен до 300 мм . Боковой отвод затушен. Для стравливания воздуха и подсоединения компрессора в корпусе пре&ентора установлены патрубки с кранами высокого давления.

Впервые превентор был установлен на скважине № 168 к проработал более 250 часов, из них 170 часов с вращением.

На первом этапе разработки технологии бурения с обратной промывкой в качестве бурового наконечника использовалась коронка. Как правило, это приводило к зашламлению инструмента, так как на забое присутствовали крупные куски обвалившейся породы размером 60x30x30 мм.

В дальнейшем было использовано шарошечное долото с центральным промывочным отверстием с наваренными боковыми пластинами с ц-злью предупреждения попадания крупных кусков породы в инструмент.

Анализ использования обычны« шарошечных долот при бурении с обратной промывкой выявил их основной недостаток, заключающийся в недостаточно эффективной очистке забоя. Поток промывочной жидкости, двигаясь по кольцевому пространству между стзнками скважины и бурильной колонной в зоне долота разделяется на две части, одна из которых, не доходя до забоя, попадает в свободное пространство между лапами долота и не принимает участия б очистке забоя от шлама. Это приводит к ухудшению очистки забойной зоны , снижению скорости углубления скважин.

Для создания рациональной конструкции долота , предназначенного для бурения г обратной промывкой нами быги проанализированы отечественные и зарубежные материалы по тглим долотам за последние 30 лет.

В результате быпа разработана конструкция долота . у которого свободное бокоьое пространство моэеду лапами пврекрызаэтся специальной сложного профиля металлической пластиной. При атом остается зазор, необходимей для свободного вращения долота.

Дополнительно нами была разработана оптимальная схема обвязки специальных кагемных средств, применяемых при бурвнкл с обратной зрпнфгной прймызкой, которая позволяет работать как с прямой, так и с обратной прсг/ыг-кой без дополнительных монтажных работ .

Перечисленные инструменты были успешно опробованы при проведении прэмыспсзых испытаний технологии бурения с обратной промывкой эрлифтом при бурении целого ряда скважин.

Накопленный опыта доказал высокую эффективность предложенной технологии. В то же время 5bi.no отиечэно, что бурениэ интэрвапоз катастрофических поглощений, как правило, сопровождается активными огыгкма пород, слз-га№и|йх стенки схгажины, с о5разованием огромных каверн.

При зтом в ряде случаев было невозможно создать устойчивую ¿аверну, даже лры извлачани^ десятков кубометров породы из небольшого интервала. Это поставило зздзчу укрепления неустойчивых пород, или , котя бы создания каркаса, своеобразной оболочки, удержи воющеП породу от актнзиых осыпей.

Разработанный автором способа ( а.с. 1745887 А1 СССР, 1932 ) преду-сматризает п&ремеишание укрепляемой породы и вяжущего материала в процессе проработки с лромывксй цементным раствором. В связи с прихзатоопзс-нестьа способ трезузт тщательного инженерного контроля, подбора состава тамлокзжной смеси и т.д.

3 настоящее ьремя разработанный комплекс , включающий бурение с обратной орпифтной промывкой в сочетании с укреплением неустойчивых пород цементированием с заборным перемешиванием, широко применяется в сложных горно-геологических условиях Ствяноесксй площади и является единстаен-ной технологией, гарантирующей успешную проводку скважин .

Б четв&ртой глава приводится расчет экономической эффективности предложенной технологии бурения поглощающих горизонтов.

С использованием данной технологии на Стегсиоаском ПХГ к настоящему времени пробурены 23 скважины с общим экономическим эффектом в масштабе цен на 01.01.68 г. - 23,9 млрд. рублей. Максимальный годовой экономический эффект - 3,12 млрд. рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги выполненным в диссертационной работе исследованиям, необходимо отметить, что бурение скважин на Степновском месторождении в значительной степени затруднено катастрофическими поглощениями бурового раствора и осыпями стенок в отложениях мячкоаского горизонта кадверейской толщи. В связи с этим разработка технологии бурения , обеспечивающей успешную проводку скважин в сложив« горно-геологических условиях представляет собой важную задачу.

В процессе решения этой задачи автором получены следующие результаты:

1. Анализ геологического й промыслового материала позволил установить распределение зон комплексных осложнений по площади и глубине.

2. Показано, что бурение интервалов катастрофических поглощений возможно двумя путями :

- ликвидация или снижение интенсивности поглощения бурового раствора до величины, когда оставшаяся циркуляция обеспечивает удовлетворительную очистку ствола;

- постоянное или периодическое удаление шлама без ликвидация поглощения.

3. Установлено, что применение традиционных способов ликвидации или снижения катастрофических поглощений : аэрирование буровых жидкостей , введение в них различных наполнителей , цементирование зон поглощений зачастую не решает проблемы бурения скважин а условиях, подобных Степной» скому месторождению.

4. Доказано, что при бурении интервалов катастрофических поглощений с полкой потерей циркуляции очистка ствола скважины от шлама "методом пузырей" или " контейнер но-сифонным " способом приводит к обвал г?м трещинова-тыхстенок схаажин, интенсивному кавернообрззованию.

5. Разработан способ бурения интервалов катастрофических поглощений с обратной ярлнфтной промывкой с забором жидаости-кеснтелл из пласта.

S. Предложен способ укрепления неустойчивых пород цементирсз^нием с забойным перемешиазниэм украпляемоЯ породы и вяжущего материала.

7. Многочисленными промысловом испытаниями показана рациональность и практическая эффективность рззрсботаиных технико-технологических мероприятий.

8. Полученный опыт технологии бурения с обратной зрлифтной промывйоЯ позволяет рехсмендозать данную технологии для вскрытия продуктивных пластов , сложенных устойчивыми породами с целью снижения противодавления яа пласт и уменьшения кальматации коллехтороз.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1.Шамшин В.И. Проводка скважин в осложненных услогиях. /7 Газовая промышленность. 1931.- N2 8.

2. Буреиие с обратной зрлкфтной пр«лы»кой. /С.И. Стр&кгородсхий,

A.М Фунтов, В.И. Шамшин., Я П. Аедсоз И Газовпя промышленность. 1983,-№2.

3. Страясгородсшй С.И., Шамшин В.И. Буракае а условиях полного поглощения бурового раствора. I! Нефтяное хозяйство. 1938. - № S.

4. Шамшин В.И. Строительство скважин а осложненных условиях. И Га-зэзэя промышленность. 1997- №5.

5. Шамшин В.И. Бурение скважин с обратной промывкой эрлифтом. Тезисы доклада. Первая региональная научно-техническая конференция. Секция «Нефть и газ», Ставрополь, 1997.

6. A.c. А 1 СССР N2 1677257 кл. Е 213 33/13 Способ изоляции поглощающего вксокопрокицеемого пласта а бурящейся скезжиие. Шамшин

B.И. 1991.

7. A.c. А1 СССР № 1745887 , кл. Е 21Б 33/13. Способ укреппения неустойчивых пород в бурящейся схзажкнэ. Стрглсгородскяй С.И. к Шамшин В.И. 19S2.

8. Андрианов H.H., Шамшин В.И. , Пуля Ю.А. Физическое моделирование процесса образования каеерн в горной породе гидромониторными струями. Тазг.сы доклада. Первая региональная научно-техническая конференция. Секция «Нефть и газл, Ставрополь,1937.

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ГАЗПРОМ" (ОАО "ГАЗПРОМ")

На правах рукописи

Шамшин Виталий Иванович

УДК 622.245.5 (622.248.3)

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ПОГЛОЩЕНИЙ ( НА ПРИМЕРЕ СТЕПНОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ )

Специальность 05.15.10 - Бурение скважин. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель , кандидат технических наук, доцент Ю.А . Пуля

Москва ■ 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................................................................4

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ......................................................................................7

1.1. Общие сведения об условиях бурения на Степновской площади..................................................................................................................................................................................................................7

1.2. Инженерно-геологические условия бурения........................................................10

1.2.1. Распределение поглощающих горизонтов по разрезу......................15

1.2.2. Причины катастрофических поглощений бурового раствора

в отложениях надверейской толщи..........................................................................................................18

1.3. Основные задачи исследования......................................................................................................23

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ПОГЛОЩАЮЩИХ ИНТЕРВАЛОВ НАДВЕРЕЙСКОЙ КАРБОНАТНОЙ ТОЛЩИ................................................................................................................................................28

2.1. Снижение интенсивности поглощения бурового раствора..............28

2.1.1. Аэрирование бурового раствора................................................................................................28

2.1.1.1. Применение химически аэрированного бурового раствора............................................................................................................................................................................................................................29

2.1.1.2. Применение аэрированной воды..................................................................................30

2.1.2. Введение в состав бурового раствора различных наполнителей....................................................................................................................................................................................................32

2.1.3. Цементирование зон поглощений......................................................................................38

2.2. Бурение интервалов катастрофических поглощений без

I р.

выхода циркуляции бурового раствора..............................................................................................52

2.2.1. Вымывание шлама " пузырями"..................................................................................................53

2.2.2. Контейнерно-сифоямый способ извлечения шлама с забоя

пг с

скважины....................................................................................................................................................................................................>->и

2.2.3. Бурение с обратной эрлифтной промывкой..........................................................85

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКИ БУРЕНИЯ С ОБРАТНОЙ ПРОМЫВКОЙ ЭРЛИФТОМ....................................................................................................................100

3.1. Герметизирующее устройство..............................................................................................................100

долото..................................... ....................................................................................................................102

3.3. Обвязки устья. Дополнительные линии............................................................................107

3.4. Промысловые испытания технологии бурения с обратной промывкой эрлифтом..........................................................................................................................................................113

3.5 Способ укрепления неустойчивых пород..........................................................................125

3.6 Комплекс мероприятии, обеспечивающих успешное бурение интервала катастрофических поглощении и породопоступле-

ния..........................................................................................................................................................................................................................126

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛОЖЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ ПОГЛОЩАЮЩИХ ГОРИЗОНТОВ....................129

5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ..........................................................................138

6. ЛИТЕРАТУРА....................................................................................................................................................................................140

ВВЕДЕНИЕ

Степновское подземное хранилище газа (ПХГ) расположено в Саратовском Заволжье и является одним из крупнейших в России и мире с активным объемом газа 5,08 млрд. н куб. м. Создано оно на базе истощенного газового месторождения в 1973 году. Из старого эксплуатационного фонда перешли 12 скважин , а 166 скважин средней глубиной 2150 метров должны быть пробурены.

Из опыта строительства скважин при разбуривании Степновского месторождения известно, что в каждой третьей скважине вскрывались одна или несколько зон катастрофических поглощений. Поглощающие породы залегают на глубинах 400 - 1000 метров в интервале бурения под промежуточную колонну. Дополнительным серьезным препятствием для бурения являлись шламовые пробки, образующиеся на забое и препятствующие наращиванию инструмента.

Для прохождения интервала осложнений в Степновском УБР, проводившем бурение скважин для разработки Степновского месторождения, использовались все известные технологии. При невозможности достижения проектной глубины спуска промежуточной колонны, проводилось забуривание с глубины 400 - 500 метров наклонно-направленного ствола с целью обойти зону поглощения. Если после забуривания 3....4 стволов этого достичь не удавалось, то скважина ликвидировалась. Так из 20 эксплуатационных скважин, заложенных в сводовой части поднятия, 5 скважин ( т.е. 25 % ) были ликвидированы из-за осложнений при бурении под промежуточную колонну.

При бурении первых эксплуатационных скважин ПХГ использовался опыт бурения «удачных» стволов скважин старого фонда. Однако применяемые технологии имели в целом низкие технико-экономические показатели Например, по

7 скважинам, бурившимся в 1978 -79 г.г., затраты календарного времени на прохождение интервала 400 - 100 метров составили в среднем на скважину 1979 часов, достигая по отдельным скважинам 3 ... 4 тысяч часов.

Сложившаяся ситуация потребовала разработки принципиально новых способов преодоления осложнений. Для исключения работ по тампонированию зон поглощений и эффективной очистке забоя от шлама автором был разработан способ бурения с обратной эрлифтной промывкой и выносом выбуренной породы на поверхность (авторское свидетельство СССР 979616 ). В соответствии с этим способом промывка забоя осуществлялась пластовой водой, непрерывно поступающей к долоту из вскрытых водоносных горизонтов за счет аэрации ее в бурильных трубах..

Опытные работы показали, что при использовании обратной эрлифтной промывки (ОЭП) механическая скорость проходки возрастает до 10 ... 12 метров в час. Однако при этом в некоторых скважинах , несмотря на многократные проработки с подъемом на поверхность 10 ...40 куб. метров шлама, не удавалось углубиться практически ни на один сантиметр. Характер материала, поступающего из скважин указывал на то, что этот шлам представляет продукты обрушения стенок скважин в интервале залегания слабосцементированных обломочных карбонатных пород - известняков и доломитов карбона.

Установление причины поступления такой породы в ствол скважины определило подходы к преодолению этого тяжелого осложнения. Вначале делались попытки формирования устойчивой каверны многократными проработками. Если это не давало результатов, то проводилась многократная закачка цементного раствора в интервал, что не всегда позволяло создать устойчивый ствол и

скважину ликвидировали. Проведенный анализ и модельные исследования позволили установить причину недостаточной эффективности известных технологий укрепления неустойчивых пород и на этой основе разработать новую технологию.

В предложенном способе (авторское свидетельство СССР 1745887 ) закрепление слабосцементированных карбонатных пород создается путем многократной проработки укрепляемого интервала с промывкой цементным раствором и энергичным его перемешиванием на забое.

В настоящее время бурение с обратной эрлифтной промывкой в сочетании с укреплением неустойчивых пород цементированием с забойным перемешиванием является наиболее рациональной технологией , гарантирующей проводку скважин в сложных горно-геологических условиях, аналогичным Степновской площади.

С использованием данной технологии на Степновском ПХГ к настоящему времени пробурены 23 скважины с общим экономическим эффектом в масштабе на 1.01. 96 г. 23,9 млрд. руб. Максимальный годовой экономический эффект -3,12 млрд. руб.

1. ПОСТАНОВКА. ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Общие сведения об условиях бурения на Степновской площади.

Одно из крупнейших в мире Степновское ПХГ с активным объемом 5,08 млрд. куб. м создано на базе одноименного истощенного газонефтяного месторождения , расположенного в пределах Советского района Саратовской области.

В геологическом строении месторождения принимают участие отложения девонской , каменноугольной и пермской систем палеозойской группы, юрской и меловой систем мезозойской группы, неогеновой и четвертичной систем кайнозойской группы.

В результате разведочного бурения была установлена промышленная газоносность мосоловских, воробьевских ( пласты 02У +\/1 ), ардатовских (пласт 02 IV Ь ) и бобриковских отложений.

Степновское поднятие представляет собой складку коробчатого типа северо-западного простирания, с крутым северо-восточным и пологим юго-западным крыльями, размером 6,1x5,6 км. Общая форма поднятия по различным горизонтам палеозойских и мезозойских отложений, в основном, сохраняется и только незначительно изменяется местоположение куполов и прогибов в пределах площади структуры. Начальные запасы газа оценивались в 32,38 млрд. куб. м. На 01.01. 73 г. текущие запасы составляли 4,08 млрд. куб. м. и пластовое давление 2,8 МПа.

Работы по созданию Степновского ПХГ начаты в 1973 году. Из старого эксплуатационного фонда перешли 12 скважин, 166 скважин должны быть пробурены с проектной глубиной 2150 метров.

Для' проектных эксплуатационно-нагнетательных скважин разработана следующая конструкция:

в направление диаметром 426 мм - 5 метров; ■ кондуктор диаметром 324 мм - 400 метров: в промежуточная колонна 245 мм -1050 метров; в эксплуатационная колонна 168 мм - 2150 метров.

Опыт строительства скважин при разбуривании Степновского месторождения показал, что в каждой третьей скважине вскрывались одна или несколько зон катастрофических поглощений. Поглощающие породы залегают в интервале 400 - 1000 метров. Как правило, основным препятствием для бурения являлось не само катастрофическое поглощение, а наличие на забое шлама, не позволявшего провести наращивание инструмента на этих скважинах.

Поглощение промывочной жидкости сопровождалось накоплением в стволе шламовых пробок, высота которых достигала десятков метров.

Иногда в процессе углубления вскрывались поглощающие зоны, куда шлам уходил, шламовые пробки исчезали и дальнейшее бурение под промежуточную колонну происходило без выхода циркуляции, но без осложнений. Исходя из возможности вскрытия зоны, куда уходит шлам, стратегия прохождения осложненного интервала состояла в бесперебойном обеспечении буровых водой из имевшихся магистральных водопроводов и максимальном сокращении вре-

мени на наращивание ( использование для наращивания второго шурфа, специальная тренировка вахт и т.д.).

Если до шламопринимающего интервала не удавалось доходить ( или его не было в разрезе ), бурение под промежуточную колонну затягивалось на многие месяцы и цель достигалась не всегда, несмотря на неоднократные попытки использовать всевозможные тампонажные смеси для ликвидации поглощения.

По некоторым скважинам указывалось на «обвалы пород» при поглощении.

Именно из-за обвалов чаще всего производилась зарезка новых стволов с целью обойти осложненную зону: искали « счастливые стволы». По некоторым скважинам второй или третий стволы оказывались вне осложненной зоны. Но по большей части это мероприятие эффекта не давало и ряд скважин был ликвидирован по техническим причинам.

В районе сводовой части поднятия, где должен быть размещен в основном фонд эксплуатационных скважин ПХГ, в период освоения месторождения пробурено 20 скважин, из них 5 , т.е. каждая из 4-х находившихся в бурении, ликвидировалась по техническим причинам из-за осложнений при бурении под промежуточную колонну.

При проведении первоочередных буровых работ для целей ПХГ технология бурения под промежуточную колонну практически копировала технологию , при менявшуюся ранее, но с гораздо меньшей эффективностью из-за ограниченности производительности водяных скважин, используемых для водоснабжения буровых. Отсюда - простои для набора воды. На двух скважинах пытались ( безуспешно ) искать "счастливые " стволы с теми же низкими экономическими показателями. Так, например, по 7 скважинам, бурившимся в 1978 -

79 гг., затраты календарного времени на прохождение интервала 400 - 1000 метров в среднем на скважину 1979 часов. То есть, на каждой из скважин дополнительные потери времени составили 1500 часов, или более двух станко-месяцев..На отдельных скважинах с наиболее сложными условиями проводки эти потери были еще значительнее. Так, по скважине № 169 затраты времени на прохождение интервала 400 -1000 м достигли 4056 часов

1.2. Инженерно-геологические условия бурения.

Степновское поднятие , с которым связано одноименное нефтегазовое месторождение является структурой lil порядка, расположенной в юго-западной части Степновского вала, который протягивается по южному склону Балаковско-Пугачевского свода.

В строении поднятия участвуют осадочные породы девонской, каменноугольной и пермской систем палеозойской группы, юрской и меловой систем мезозойской группы, неогеновой и четвертичной систем кайнозойской группы.

Девонская система представлена в нижней половине преимущественно терригенными отложениями с отдельными пластами карбонатных пород. К этому комплексу приурочены основные газовые залежи, в которых создается ПХГ. Мощность девонского комплекса изменяется от свода к погружениям от 435 до 783 м.

Каменноугольная система представлена преимущественно карбонатными отложениями, среди которых выделяются терригенные пачки тульского и бобри-ковского горизонтов, а также терригенный комплекс верхней части башкирского

яруса и верейского горизонта московского яруса. Мощность каменноугольных отложений 1250 - 1450 м.

Пермская система представлена карбонатными породами нижнего отдела, мощность которых изменяется от 90 м в сводовой части поднятия до более 250 м на погружениях.

Юрская система представлена преимущественно глинами, в средней части разреза которых выделяется характерная пачка песчаных пород батского возраста. Мощность этой пачки составляет около 30 м ( глубина залегания 200 -250 м). Мощность юрских пород в своде поднятия составляет около 220 м.

Меловая система представлена в основном глинами, в своде поднятия вследствие размыва меловые породы полностью отсутствуют.

Неогеновая система представлена породами акчагыльского яруса. Разрез сложен преимущественно песками, образующими 2 пачки, разделенные 20-метровой пачкой глин. Мощность акчагыльских пород в своде поднятия весьма выдержана и составляет около 100 м.

Четвертичная система представлена суглинками и глинами мощностью 5+10 м.

Поскольку основным осложнением процесса бурения скважин является поглощение бурового раствора в надверейской карбонатной толще, нами было проведено детальное расчленение указанного интервала.

Распространено мнение о моноблочности разреза надверейской карбонатной толщи. Так, K.M. Мошкович [ 1 ] указывает, что "специально предпринятые в Нижневолжском филиале ВНИИГеофизика в 1959 г. тематические иссле-

дования по выделению резервов по каротажным данным в надверейской карбонатной толще оказались бесперспективными."

Это позволило ему характеризовать надверейскую толщу как "однообразную". Как показали наши исследования такая характеристика верна в региональном плане. Более того, она применима к разрезам части скважин Степновской площади. По другим скважинам ( рис. 1) установлено, что надве-рейская карбонатная толща не только не однообразна, а , напротив, весьма дифференцирована : в ней выделяются и надежно прослеживаются пачки, имеющие четкую электрическую характеристику. Другими словами, имеются два типа разрезов надверейской толщи : дифференцированные и монотонные.

В дифференцированном разрезе надверейской карбонатной толщи нами выделены ( рис. 1 ) следующие характерные пачки.

Пачка 1. Сопротивление 50 -100 омм.

Внутри пачки по несколько меньшим значениям сопротивлений и характерной конфигурации кривых выделяется несколько каротажных реперов , позволяющих провести ее более детальное расчленение. Нижняя граница - резкое снижение сопротивлений при переходе к песчаникам верейского горизонта. Верхняя граница - подошва залегающей выше пачки низких сопротивлений.

Пачка 2( 13 1). Сопротивление не превышает 2-3 омм. Весьма однородна. Четко отделяется от подстилающих отложений. Верхняя г