Обвалы и борьба с ними

Под осложнением в скважине следует понимать затруднение ее углубления, вызванное нарушением состояния буровой скважины.

Произведенные исследования позволяют выделить основные виды нарушений целостности стенок скважины (рис 1).

Обвалы (осыпи) происходят во время прохождения уплотненных глин, аргиллитов или глинистых сланцев. Небольшие осыпи могут происходить из-за механического воздействия бурильного инструмента на стенки скважины. Обвалы (осыпи) могут происходить в результате действия тектонических сил, обусловливающих сжатие пород. Характерными признаками обвалов (осыпей) являются: резкое повышение давления на выходе буровых насосов, вынос кусков породы, интенсивное кавернообразование и недохождение бурильной колонны до забоя без промывки и проработки, затяжки и прихваты бурильной колонны, выделение газа. Интенсивное кавернообразование существенно затрудняет вынос выбуренной породы на дневную поверхность за счет уменьшения скорости восходящего потока и его подъемной силы, вследствие чего возрастает аварийность с бурильными трубами, особенно при роторном бурении. Из-за опасности поломки бурильных труб следует уменьшать нагрузку на долото, что ведет к снижению механической скорости бурения.

Рис. 1. Классификация нарушений целостности стенок скважины

Основными мерами предупреждения и ликвидации обвалов (осыпей) являются:

• бурение в зоне .возможных обвалов (осыпей) с промывкой буровым раствором, имеющим минимальную водоотдачу и максимально высокую плотность;

• организация работ, обеспечивающая высокие скорости проходки;

Для предупреждения и ликвидации обвалов нужно выполнить следующие рекомендаций:

• бурить скважины по возможности меньшего диаметра;

• бурить от башмака (нижней части) предыдущей колонны до башмака последующей колонны долотами одного размера;

• поддерживать скорость восходящего потока в затрубном пространстве не менее 1,5 м/с;

• подавать бурильную колонну на забой плавно, без рывков;

• избегать значительных колебаний плотности бурового раствора;

• перед подъемом бурильной колонны утяжелять раствор, доводя его плотность до необходимой, если в процессе бурения произошло ее снижение;

• не допускать длительного пребывания бурильной колонны без движения.

Набухание происходит в результате действия бурового раствора и его фильтрата при прохождении глин, уплотненных глин и аргиллитов, при значительном содержании минералов типа монтмориллонита, которые и набухают, сужая ствол скважины. Это приводит к затяжкам, посадкам, недохождениям до забоя и прихватам бурильного инструмента.

Для предупреждения и ликвидации набухания необходимо:

• бурить в зоне возможных сужений с промывкой утяжеленными буровыми растворами, в фильтре которых содержатся химические вещества, способствующие увеличению предельного напряжения сдвига, а также степени и давления набухания;

• организовывать работу, обеспечивающую высокие механические скорости проходки;

• после приготовления глинистого раствора заполнять им скважину и выждать определенное время, необходимое для протекания физико-химических процессов;

• выполнять меры предупреждения и ликвидации обвалов.

Ползучесть происходит в случае прохождения высокопластичных пород (глин, глинистых сланцев, песчанистых глин, аргиллитов, ангидрита или соляных пород), склонных под действием возникающих напряжений деформироваться со временем. В результате недостаточного противодавления на пласт эти породы ползут, заполняя ствол скважины. При этом кровля и подошва пласта (горизонта) глины, глинистых сланцев или соляных пород сложены устойчивыми породами, не склонными к ползучести. Осложнение может происходить и вследствие того, что кровля и подошва пласта сложены породами, например соляными, склонными к ползучести. К характерным признакам ползучести относятся затяжки, посадки бурильной колонны до забоя, прихват и смятие бурильной или обсадной колонны.

Основными мерами предупреждения и ликвидации ползучести являются:

• разбуривание отложений, представленных породами, склонными к ползучести с промывкой утяжеленными буровыми растворами;

• организация работ, обеспечивающая высокие механические скорости проходки;

• использование при бурении вертикальных скважин;

Желобообразование может происходить при прохождении любых пород, кроме очень крепких. Основные причины желобообразования — увеличение углов перегиба ствола скважины, массы единицы длины бурильной колонны и площади контакта бурильных труб с горной породой. Особенно часто желоба вырабатываются при проводке искривленных и наклонно-направленных скважин. Характерными признаками образования в скважине желоба являются проработки, посадки, затяжки, прихваты, а также заклинивание бурильных и обсадных труб.

Основными мерами предупреждения и ликвидации желобооб-разования являются:

• использование при бурении вертикальных скважин такой компоновки бурильной колонны, при которой искривление скважин сводится к минимуму; недопущение различных азимутальных изменений;

• стремление к максимальной проходке на долото;

• использование предохранительных резиновых колец;

Растворение происходит во время прохождения соляных пород. Соляные породы, слагающие стенки скважины, растворяются под действием потока жидкости. Характерным признаком растворения соляных пород является интенсивное кавернообразование, а в особо тяжелых случаях — потеря ствола скважины. Устойчивость стенок скважины, сложенных однородными соляными породами, независимо от скорости восходящего потока может быть достигнута лишь при условии полного насыщения промывочной жидкости солью (соль, содержащаяся в растворе, должна быть такой же, как соль, из которой сложены стенки скважины). При небольшой мощности неоднородных солей основной мерой предупреждения их растворения является максимальное форсирование режима бурения с последующим спуском колонны и ее цементирование. При большой мощности неоднородных солей наиболее надежным средством предотвращения их интенсивного растворения является бурение с применением безводных буровых растворов.