3.4. Предупреждение прихватов третьей группы

Для предупреждения прихватов в интервалах, где породы (каменная соль, бишофиты, глины, аргиллиты) неустойчивы, выпучиваясь и осыпаясь прихватывают находящуюся в скважине колонну труб, необходимо осуществлять такие работы.

1. Создавать условия для бурения неустойчивых интервалов с максимально возможными скоростями, не допуская остановок из-за интервалов, труб или др.

2. Применяемый буровой раствор должен поддерживать ствол в хорошем состоянии, исключать затяжки, посадки и образование больших каверн. Рекомендуется для разбуривания глин, аргиллитов, засоленных глин - хлоркалиевый буровой раствор; для разбуривания терригенных пород с пропластками солей - буровой раствор на основе гидрогеля железа (магния); в других более сложных условиях - известково-битумный раствор.

3. При непрекращающихся явлениях сужения ствола выпучиваемыми породами необходимо утяжелить буровой раствор на 10-15 % по сравнению с требуемым ГТН или пересмотреть соответствие типа промывочной жидкости геолого-техническим условиям бурения.

4. В породах, склонных к сальникообразованию, рекомендуется применять равнопроходную конструкцию низа бурильной колонны, обеспечивающую высокую скорость выходящего потока. Следует исключать ступенчатые диаметры при проводке необсаженного ствола скважины.

5. В скважину, пробуренную роторным способом и с использованием долот режущего типа, запрещается спускать турбобур без предварительной проработки ствола шарошечным долотом роторным способом.

6. При повышении давления на выкидной линии насосов прекратить бурение и привести в нормальное состояние ствол скважины интенсивной промывкой с расхаживанием и вращением колонны труб ротором с частотой не менее 80 об/мин, не допуская натяжения колонны сверх собственного веса.

3.5. Ликвидация прихватов

Ликвидация прихватов сводится к устранению или уменьшению, удерживающей бурильную колонну, силы до уровня, при котором ее можно преодолеть. Эффективность ликвидации прихвата, как всегда, предопределяется правильностью выбора способа или набора способов, которые бы отвечали и соответствовали типу прихвата. Выбору технологического решения предшествует определение места прихвата и диагностика типа прихвата. Время, прошедшее с начала прихвата, является, как правило, фактором, усугубляющим осложнение. Поэтому все необходимые измерения следует делать оперативно, а до начала операции проводить работы (промывку, расхаживание и т.п.) с целью воспрепятствовать усложнению возникшей ситуации.

3.6. Определение места прихвата

В случае прихвата труб прежде всего необходимо определить место прихвата, воспользовавшись методом, основанным на замерах удлинения труб при растяжении. Трубы изготовлены из упругого материала и все формулы и графики для расчетов строятся с применением модуля упругости стали, который приблизительно равен 206,8^.10³ МПа. Замерив удлинение колонны при определенном растягивающем усилии, можно вычислить длину неприхваченной части по формулам или графикам, приводимым в справочниках.

Так как прямолинейных скважин практически не существует, надо учитывать силы трения колонны о стенки скважины и принимать меры к уменьшению влияния этих сил. Следует провести расхаживание колонны в течение некоторого времени с натяжкой на 10-15 % выше собственного веса и с разгрузкой на такую же величину.

Существуют технологические приемы, позволяющие уменьшить погрешность определения прихвата по величине удлинения колонны. При этом следует помнить о факторах, не поддающихся оценке. Так формулы и графики не учитывают влияние УБТ и труб с утолщенной стенкой.

Сначала надо создать натяжение, равное весу на крюке до прихвата колонны (или равное весу колонны в воздухе), сделать на верхней трубе отметку против стола ротора и обозначить ее буквой а. Затем нужно создать дополнительное натяжение в пределах допустимых кратковременных нагрузок на трубы и разгрузить колонну до собственного веса, сделать отметку б. Она окажется ниже отметки а. Расстояние между отметками появляется вследствие сил трения в скважине.

Теперь следует создать натяжение в пределах рабочих (продолжительных) нагрузок на трубы, сделать отметку в и затем натянуть колонну до уровня нагрузки, при которой сделана отметка в. После разгрузки колонны до нагрузки, при которой получена отметка в, надо сделать отметку г. За усредненные отметки принимаются середины отрезков аб и вг . Расстояние между усредненными отметками – это удлинение колонны при изменении напряжения от собственного веса до нагрузки, соответствующей отметкам в и г.

Длину свободной части колонны L можно определить по формуле:

L = 5,44 м, (3.1)

где l – удлинение колонны, м;

Q –дополнительное растягивающее усилие, вызвавшее удлинение, Н;

k - расчетный коэффициент, для бурильных труб k=2,233/q, для обсадных труб и НКТ k = 2,084/q ;

q – масса 1 м труб, кг.

Этот метод определения места прихвата не отличается совершенной точностью и надежностью, так как на результаты расчетов влияет много факторов, среди которых трение, перегибы ствола скважины, угол его наклона, износ труб. Однако метод часто дает возможность найти причину прихвата: желобная выработка, перепад давления, смятие обсадной колонны или ее негерметичность.

Вместо расчетов можно воспользоваться графиками, которые приводятся во многих справочниках. Например, номограмма, состоящая из трех вертикальных шкал: на двух шкалах даны известные величины натяжения колонны и удлинения труб, а по третьей шкале находят искомую длину прихваченной части колонны. По любому из графиков можно найти приблизительную глубину прихвата и во многих случаях по этой информации можно составить мнение о причине прихвата или, по крайней мере, исключить другие причины.

Точность графиков и формулы практически одинакова, так как в обоих случаях сказывается влияние трения в скважине, степени износа труб и точности индикатора веса. Однако следует отметить, что марка стали, из которой изготовлены трубы, не влияет на точность, поскольку модуль упругости одинаков для всех марок стали.

Очень важно учитывать выталкивающую силу, которая проявляет себя особенно в бурящихся скважинах и в меньшей мере в обсаженных и в эксплуатационных скважинах. Она может играть существенную роль при определении веса спускаемых в скважину УБТ. Ведь в буровом растворе плотностью 1920 кг/м³ они будут влиять на треть меньше, чем в воздухе. Однако, когда трубы прихвачены, выталкивающая сила действует только на прихваченную часть колонны и на поверхности не проявляется. Как только бурильная колонна освобождается, выталкивающую силу надо снова принимать в расчет.