7.5. Самопроизвольное искривление скважины

Опыт бурения скважин показывает, что скважина всегда в той или иной мере отклоняется от проектной траектории. С точки зрения механики бурильная колонна представляет собой гибкую упругую нить и не может оказать достаточного сопротивления движению породоразрушающего инструмента при бурении по пути наименьшего сопротивления.

Основными являются геологические и технические причины искривления. Геологические причины:

1) неоднородность горных пород по прочностным свойствам;

2) наклонное залегание анизотропных пластов.

Технические причины искривления в начале бурения:

1) плохое центрирование буровой вышки; 2) невертикальность направления;

3) искривленный инструмент, которым забуривается скважина.

По мере углубления скважины продольная жесткость бурильной колонны снижается и сжатая ее часть теряет продольную устойчивость. Это явление всегда имеет место при бурении и служит основной причиной самопроизвольного искривления скважины.

а б

Рис.7.6. Положения

бурильной колонны

в скважине

На рис. 7.6,а показана схема скважины 1 с бурильной колонной 2, потерявшей продольную устойчивость. Изгиб колонны вызывает поворот долота и вектора осевой нагрузки на него на угол , называемый зенитным углом. Если колонна бурильных труб вращается относительно оси скважины, то вместе с ней вращается и вектор и искривления скважины не происходит. Но если колонна не вращается или вращается относительно собственной оси, то происходит искривление скважины. Наибольшее искривление скважин происходит при сложении технических и геологических факторов.

Мероприятия по предупреждению самопроизвольного искривления скважины направлены на увеличение жесткости нижней части колонны, на уменьшение зенитного угла  путем установки центраторов 4 в сечениях ожидаемого наибольшего прогиба колонны (рис. 7.5,б), а также на обеспечение вращения инструментов относительно оси скважины, так как достичь условия

 = 0 практически невозможно. Вероятность самопроизвольного искривления скважин при роторном бурении значительно ниже, чем при бурении с забойными двигателями. При бурении забойными двигателями в качестве профилактики искривления создается медленное вращение бурильной колонны либо за счет реактивного момента двигателя, либо с помощью ротора с частотой около двух об/мин.

Тема 8. Наклонно-направленное бурение скважин

8.1. Решаемые задачи

Наклонно-направленным бурением называется проводка ствола скважины по заданной траектории, за исключением вертикальной линии. Если скважина заканчивается участком, близким к горизонтали, то такая скважина называется горизонтальной.

Наклонно-направленное бурение (часто для краткости используют термин наклонное бурение) позволяет решать ряд задач:

1) разработку труднодоступных месторождений, например, в болотистой местности Западной Сибири, под дном моря, под населенными пунктами и т.д.;

2) сбережение сельхозугодий; 3) ликвидацию последствий аварий и осложнений в скважинах; 4) повышение продуктивности скважины за счет ее горизонтального окончания и бурения дополнительных стволов из ранее пробуренной скважины;

5) экономию средств на строительство дорог, оснований, подвод электроэнергии, трубопроводов и на обслуживание скважин при эксплуатации (решается кустовым размещением скважин на одном основании).

Наряду с очевидными достоинствами наклонного бурения имеются и существенные недостатки:

1) удлиняется ствол скважины;

2) усложняется и удорожается технология проводки скважины; 3) осложняется добыча нефти, особенно при глубинно-насосной эксплуатации скважин.