Тема 8 Осложнения в процессе бурения. Классификация осложнений в процессе бурения. Искривление скважин при бурений

Осложнение в процессе бурения - это нарушение технологического процесса при строительстве скважины, на ликвидацию которого затрачиваются время и значительные материальные ресурсы.

Классификация осложнений.

В процессе бурения скважины могут возникать следующие виды осложнений: поглощение промывочной жидкости или тампонажного раствора; НГВП; обваливание или осыпание пород, слагающих стенки ствола; сужение ствола; прихват колонны труб; растепление многолетнемерзлых пород; самопроизвольное искревление скважины.

Поглощение промывочной жидкости или тампонажного раствора может возникнуть в двух случаях:

1) если горные породы имеют крупные раскрытые трещины, каверны, полости, а давление, создаваемое на стенки скважины в процессе бурения или цементирования её, больше пластового в данной породе.

2) Если под влиянием давления, создаваемого на стенки скважины, раскрываются естественные микротрещины, которые в нормальных условиях сомкнуты, либо происходит гидроразрыв породы и вней образуются новые микротрещины.

Поглощение бывают; полным или катострофическими, частичные, интенсивными.

НГВП

Выход газ, вода, нефти на дневную поверхность (выброс). Пластовые жидкости (газ, вода, нефть) могут поступать в скважину, прежде всего, если пластовое давление хотя бы в одном из проницаемых горизонтов больше давления, создаваемого промывочной жидкостью. Причины: не достаточное качество бурового раствора или промывочной жидкости (снижение вязкости, выделение газа при бурении ствола скважины, снижение плотности бурового раствора или промывочной жидкости и т, д.).

Для предотвращения НГВП буровыми бригадами при бурении скважин применяются плашечные превенторы (противовыбросовое оборудование), которое можно использовать не прекращая работу.

Также применяются универсальные превенторы которые герметично закрывают скважину да же в случае, когда в отверстий его находится бурильная труба, бурильный замок или ведущая труба.

Осложнения вызванные выделение сероводорода.

Сероводород может поступать в промывочную жидкость в составе пластовых вод и пластовых газов, а также образоваться в результате разложения при высокой температуре содержащих химических реагентов, используемых для обработки промывочной жидкости. При выделении сероводорода подвергаются коррозии оборудование, в промывочная жидкость могут образоваться сгустки, что может привести к тяжелым авариям. Выделяющийся сероводород отрицательно действует и на организм человека.

Для предотвращения выделения сероводорода необходимо добавлять в промывочной жидкости нейтрализатор сероводорода (окись марганца, Т - 94).

Осыпания, обвалы пород, сужение ствола скважины.

При бурении нередко случаются осыпи и обвалы пород стенок скважины. Когда систематический значительное количество более или менее крупных частиц породы отделяются от стенок скважины, падают в её ствол, подхватываются потоком промывочной жидкости и выносятся на дневную поверхность. Если же значительная часть массы породы выпадает в скважину, перекрывает кольцевое пространство или всё сечение ствола и восходящий поток не в состоянии удалить эту породу на поверхность, происходит обвал.

Причины обвалов и осыпаний: изменённое напряженное состояние в породе при разбуривании, не достаточная мощность насоса, внезапные (аварийные) остановки насоса, плохое качество промывочной жидкости.

Для предотвращения обвалов и осыпаний целесообразно применять жидкости на нефтяной основе, гидрогелин.

Для предотвращения сужения целесообразно применять жидкости с малой водоотдачей.

Прихват колонны труб.

Не редко для подъема колонны из скважины требуется приложить усилие, значительно превышающее вес колонны. Существуют несколько причин прихватов. 1) большая разница между давление столба промывочной жидкости в скважине и пластовыми давлениями в проницаемых породах.

2) Образование пустот на участках искривления скважины. Тело ПБТ истирает в процессе бурения и проходит, замок ПБТ заклинивает.

3) Обваливание горных пород.

4) Образование сальников из твердых пород.

5) Большая липкость фильтрационных корок.

6) Заклинивание в результате падения в скважину посторонних металлических предметов.

Основные мероприятия по ликвидации прихватов: применение промывочной жидкости с малой водоотдачей, возможно меньшее содержание грубодисперсной твердой фазы, уменьшение липкости фильтрационных корок, тщательная очистка промывочной жидкости, снижение избыточного давления столба жидкости, сокращение СПО, применение забойных шламоуловителей, не оставлять колонну без движения на длительное время.

Затяжки и прихваты ликвидируют расхаживанием и проворачивание инструмента, добавляя в скважину порцию нефти. Эффективные способы -встряхивать инструмент с помощью гидровлических гидроударников.

Растепление многолетнемерзлых пород.

Существуют два типа многолетнеморзлых пород: породы которые сформировались и уплотнились при положительной температуре, а позже замерзли, и породы сформировавшиеся при отрицательной температуре. Частицы связаны между собой посредствам льда.

При бурении такие породы от промывочной жидкости растапливаются. Образуются большие полости и происходит обваливание пород. Если спущена э/к то возможно её смятие или обрыв.

Способ борьбы это поддерживать отрицательную температуру промывочной жидкости, бурение ствола долотом меньшего диаметра, мерзлые породы укреплять обсадной колонной. При эксплуатации целесообразно применять пакеры, для предотвращения прорыва флюиов в заколонное пространство и образования грифонов.

Самопроизвольное искривление скважин.

Положение оси скважины принято характеризовать тремя величинами: зенитный угол, азимутальный угол, проекцией к оси в данной точке на горизонтальную плоскость (смещением).

Скважины, зенитный угол которых не превышает 2-3 градуса называют вертикальными. Скважины, в которых с глубиной изменяется только зенитный угол, называется плоскоискревленными. Если с глубиной изменяется и зенитный угол, и азимутальные углы, скважина является пространственно искревленной.

Можно назвать несколько причин способствующих самопроизвольному искривлению скважин: геологические, технические, технологические.

При бурении нужно стремится к тому, чтобы фактическая траектория ствола строго соответствовала проектной.

Предотвратить искривление скважины можно выбором компоновки нижнего участка бурильной колонны при заданной осевой нагрузке на долото, при необходимости - уменьшением нагрузки до допустимого минимума; систематическим контролем направления скважины, особенно при бурении часто чередующихся по свойствам пород; исключением из компоновки нижнего участка изогнутых БТ, с перекошинами резьбами соединяющие труб и тщательной центровкой талевой системы относительно ствола ротора, проверкой горизонтальности последнего.

Тема 9. Бурильная колонна. Состав назначение, назначение и условия работы бурильной колонны. Основные сведения о конструкции главных элементов бурильной колонны.

Бурильная колонна представляет собой спущенную в скважину сборку из бурильных труб, предназначенную для подачи гидравлической и механической энергии к долоту, для создание осевой нагрузки на долото, а также для управления траекторией бурящейся скважины.

Являясь совместно с долотом и забойным двигателем буровым инструментом, бурильная колонна выполняет следующие функции: передает вращение от ротора к долоту; воспринимает от забойных двигателей реактивные моменты; подает к забою промывочный агент; подводит гидравлическую мощность к долоту и погружному гидравлическому двигателю; вдавливает долото в горные породы на забое, действуя своей силой тяжести; обеспечивает замену долота и погружного двигателя посредствам транспортирования их к забою или дневную поверхность; позволяет вести аварийные и специальные работы в стволе скважины.

Бурильная колонна включает в себя следующие элементы: бурильные трубы; УБТ; ведущая бурильная труба; переводники; отклонитель; протекторы; и другую оснастку.

Ведущая труба- предназначена для передачи вращения от привода через ротор бурового станка бурильной колонне. Ведущая труба имеет форму квадрата.

Ведущая труба предотвращает возможность реверсивного вращения бурильной колонны от действия реактивного момента забойного двигателя.

Ведущие трубы применяются в сборной конструкции, состоящий из трубы, верхнего и нижнего переводников, а также цельной.

Трубы бурильные.

1) Трубы бурильные с высаженными концами и муфтами к ним.

2) Трубы бурильные с приваренными замками.

3) Легко сплавные бурильные трубы.

4) Утяжеленные бурильные трубы.

Выпускают бурильные трубы; алюминиевые, стальные.

Алюминиевые трубы рекомендуется применять с утолщенной стенкой при бурений наклонных скважин в интервале набора кривизны, а также в качестве забойных амортизаторов.

Запрещается применять алюминиевые трубы при температуре выше 150 градусов, так как прочность сплава понижается. Запрещается применять алюминиевые трубы при кислой среде рН больше 10.

УБТ - служат для увеличения веса и жесткости бурильной колонны в её нижней части.