1.2. Потеря устойчивости ствола скважины (осыпи и обвалы)

Понимание причин возникновения осыпей и обвалов стенок скважин при их бурении – одно из основных условий успешного выполнения проектных заданий по скважине и повышения технико-технологических и экономических показателей бурения. Причины, вызывающие потерю устойчивости, для всех месторождений идентичны. Одной из главных причин потери устойчивости являются процессы диффузионно-осмотического влагопереноса в системе "буровой раствор - глинистая порода", которые ускоряются вследствие больших колебаний давления в стволе, превышающих допустимые, и низкие значения показателя фильтрации.

Колебания давления в стволе (относительно гидростатического давления столба раствора) вызываются:

- большой подачей бурового раствора;

- высокой плотностью бурового раствора;

- высокими реологическими характеристиками бурового раствора;

- изменением жесткости конструкции низа бурильной колонны (КНБК) в сторону увеличения без учета ограничения скорости спуска;

- большими скоростями спуско-подъемных операций (СПО);

- неправильной технологией восстановления циркуляции при повышенных давлениях.

Несмотря на то, что основной причиной осыпей являются колебания гидродинамических давлений, многое зависит от компонентного состава бурового раствора и его свойств. Применение недиспергирующих буровых растворов на основе акриловых полимеров требует соблюдения следующих правил:

- не допускать снижения показателя фильтрации ниже 6-7 см³/30 мин. Это связано с тем, что при показателе фильтрации 7-10 см³/30 мин обеспечиваются условия проникновения в пласт максимального количества полимера, который образует на поверхностях трещин пленку и предотвращает глинистые породы от гидратации (размокания). При показателе фильтрации менее 6 см³/мин в пласт проникает практически чистая вода, приводящая к резкому снижению устойчивости стенок скважины;

- условная вязкость должна находиться в пределах 22-23 с;

- показатель коллоидности твердой фазы бурового раствора не должен быть ниже 2,0 % объемных;

- величину коэффициента пластичности необходимо поддерживать на уровне не ниже 3,0.

В случае, если все-таки стенки скважины потеряли устойчивость и начались осыпи, для предотвращения усугубления осложнения и ускорения его ликвидации необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

- категорически нельзя увеличивать подачу буровых насосов;

- поднять условную вязкость до 27-40 с, при этом обеспечить величину коэффициента пластичности до 5-7;

- при необходимости восстанавливать или осуществлять промывку на пониженной подаче (1-3 клапана), не превышать допустимых давлений, приведенных в таблице 1.1;

- проработку (восстановление) ствола скважины целесообразно осуществлять лопастным долотом, вооруженным крупными зубками из твердого сплава. При обычных условиях проработки скорость восстановления ствола долотом ИСМ-214,3РИ увеличивается в 2-3 раза по сравнению с шарошечными долотами. Калибровочная часть лопастного долота благодаря своей цилиндрической форме и достаточной длине существенно улучшает и ускоряет стабилизацию восстанавливаемого ствола скважины. Это подтверждается тем, что если шарошечными долотами ствол скважины восстанавливается после 2-3-кратной, а в некоторых случаях 4-кратной проработки, то долотом ИСМ-214,3РИ – после одно- или двухкратной проработки.

Таблица 1.1. Допустимое давление в стояке в процессе восстановления циркуляции при различной компоновке насоса всасывающими клапанами

Забойный двигатель	Диаметр цилиндровых втулок, мм	Количество работающих клапанов
		1	2	3	4
		Допустимое давление в стояке, МПа
ЗТСШ1-195 ТЛ	140	7,37	7,7	8,2	9,0
ЗТСШ1-195	170	4,5	5,7	8,4	10,7
А7-ПЗ	160	4,2	7,2	12,3	19,4
Д1-195	170	3,7	4,9	7,0	9,8
ДЗ-172	170	3,5	4,8	6,8	9,7
ЗТСШ1-172	150	3,0	5,4	9,2	14,7
А6Ш	150	2,8	4,6	8,0	11,5
Д1-172	150	2,5	3,3	4,7	6,7

В зависимости от степени устойчивости разреза одним из методов предупреждения обвалов и осыпей является регламентация величины подачи насосов.