8 Ускладнення в процесі буріння свердловин

8.1 Причини та класифікація ускладнень

Ускладнення - це технологічна ситуація, яка призводить до порушення нормального ходу процесу буріння свердловини. Основні причини ускладнень:

а) складні гірничо-геологічні умови буріння в окремих горизонтах (аномально високі або аномально низькі пластові тиски, наявність нестійких або розчинних порід та ін.);

б) невідповідність інформаційного забезпечення про гірничо-геологічні умови фактичним даним;

в) невідповідність технічного проекту на буріння свердловини, насамперед конструкції свердловини, гірничо-геологічним умовам буріння;

г) організаційні фактори: несвоєчасне забезпечення буровими інструментами і матеріалами, низька кваліфікація і виконавська дисципліна бурового персоналу та ін.

До ускладнень належать:

а) поглинання технологічних рідин (промивальних рідин і тампонажних розчинів);

б) флюїдопрояви (газонафтоводопрояви);

в) порушення цілісності стінок свердловини (утворення каверн, жолобів, звуження ствола);

г) прихоплення колони труб.

8.2 Поглинання промивальних рідин або тампонажних розчинів

Причина поглинань - порушення рівноваги гідравлічного тиску в свердловині p_с і поглинаючому горизонті [p], які призводять до відходу технологічної рідини в пласт при p_с>[p].

Різновидності поглинань:

а) повне або катастрофічне поглинання, коли вся промивальна рідина, яка закачується в свердловину буровими насосами, розтікається по тріщинах і порожнинах породи, а до устя свердловини не доходить;

б) часткове поглинання, коли частина рідини виходить в жолобну систему.

Поглинання бурових і тампонажних розчинів можуть виникнути у загальному випадку в пластах, проникність яких визначається гранулярною пористістю, тріщинуватістю і кавернозністю гірських порід. Розрізняють механізм поглинання в’язких і структурованих рідин. Поглинання в’язких рідин можливі в будь-яких проникних гірських породах, а інтенсивність поглинання визначається величиною репресії на поглинаючий пласт, властивостями рідини і гідроди­намічними характеристиками пласта.

Особливість поглинання структурованих рідин полягає в тому, що малопористі породи не поглинають їх навіть при великих перепадах тиску в системі свердловина-пласт. Поглинання бурових розчинів в таких пластах виникає в основному внаслідок їх гідравлічного розриву.

Основні методи для попередження поглинань можна умовно поділити на три групи:

а) регулювання властивостей промивальних рідин;

б) управління гідродинамічною обстановкою в свердловині при виконанні різних технологічних операцій (буріння, спуск-підйом, цементування та ін.);

в) зміна характеристик поглинаючого пласта.

Вибір методів запобігання поглинань або іх комбінацій, як правило, визначається конкретними геолого-технологічними умовами проводки свердловини.

Ефективність запобігання поглинанням в значній мірі визначається типом промивальної рідини та її властивлостей. Густина бурового розчину - один з основних показників, які визначають величину тиску на поглинаючий пласт в статичних і, в деякій мірі, динамічних умовах. При розкритті потенційно можливої зони поглинань необхідно використовувати промивальні рідини з мінімально можливою густиною.

Комплекс профілактичних заходів з управління гідродинамічною обстановкою включає, в основному, управління швидкостями проведення технологічних операцій (механічне буріння, спуск бурильного інструменту, запуск бурових насосів). При спуску бурильного інструменту в свердловину необхідно регулювати режими (швидкості) спуску. При запуску бурових насосів необхідно додержуватись певних профілактичних заходів (проводити запуск насосів послідовно, проводити при необхідності обертання або розходжування колони і т.д.).

Для попередження поглинань важливу роль відіграють методи цілеспрямованої зміни характеристик поглинаючого пласта. Для цього залежно від очікуваних характеристик зони поглинання використовують різні техніко-технологічні прийоми.

Одним з найефективніших способів є застосування закупорюючих матеріалів-наповнювачів, які додають у циркулюючу промивальну рідину або застосовують разове закачування в зону поглинання порції спеціальної рідини з наповнювачем. Використовують наповнювачі трьох різновидностей:

а) волокнисті (кордове волокно, обрізки ниток, горох та ін.);

б) лускові (слюда-луска, обрізки целофану та ін.);

в) зернисті (горіхова шкарлупа, керамзит, перліт, пісок, частинки гуми, пластмас та ін).

Ліквідація поглинань забезпечується:

а) тампонуванням каналів відходу твердіючими і нетвердіючими пластовими сумішами, тобто шляхом створення екрану в породі навколо свердловини;

б) встановлення труби або оболонки на стінці свердловини;

в) формування екрану в стінці свердловини із самої гірської породи, наприклад її оплавленням і утворенням керамічної труби.

У сучасній технології використовують в основному перший і рідше другий способи.