1. Причины и механизм естественного искривления скважин

Непроизвольно искривленными скважинами называются все верти-кально или наклонно заданные с поверхности скважины, характеризую-щиеся искривлением.

К основным геологическим условиям, которые вызывают искривление скважины, относятся: слоистость, сланцеватость, трещиноватость, анизо-тропность горных пород, перемежаемость пород различной твердости и степень наклона пластов к горизонту, пористость, зоны и участки мягких несцементированных или сильно разрушенных пород, различного рода дизъюнктивные нарушения, пустоты, твердые включения в мягких не-сцементированных породах и т. д.

На отклонение скважин от заданного направления значительно влияют также технические условия. В результате применения бурильных компоновок неправильных конструкций, нерациональных размеров, пло-хого качества и т. д. в процессе бурения происходит интенсивная раз-работка стенок скважины, в результате чего увеличивается зазор между стенками скважин и низом бурильных компоновок, а следовательно, и возможность перекоса последних в стволе. Это ведет к отклонению оси скважины во время ее проходки, т. е возникает искривление ствола. К техническим условиям можно до некоторой степени отнести неправиль¬ную установку ротора бурового станка или направляющей трубы и кондуктора. Однако эти условия ведут собственно не к искривлению скважины, а к неправильному заложению ее по отношению к заданному проектом направлению.

Технические условия, вызывающие искривление скважины в процессе бурения, в основном связаны с конструктивными особенностями компо-новок низа бурильного инструмента, а также с неправильными приемами работы.

Ниже перечислены технические условия, вызывающие образование увеличенных зазоров между стенками скважины и низом бурильного инструмента и приводящие к искривлению ствола скважины

1. Бурение скаажин бурильной компоновкой с эксцентрично навин-ченным породоразрушающим инструментом или переводниками. При этом несоосность инструмента в скважине веде г к интенсивному разбуриванию стенок. Величина эксцентриситета в этом случае определяет степень разбуривания.

При бурении погнутыми ведущими трубами, особенно в мягких по-родах, наблюдается также усиление разработки стенок скважины.

2. Использование бурильного инструмента несоответствующих конструкций, особенно при смене диаметра скважины.

При переходе с большого диаметра на меньший, если применить обычную компоновку низа бурильного инструмента, ствол меньшего диаметра может быть забурен эксцентрично.

3. Применение бурильного инструмента несоответствующих конструк-ций при расширении ствола скважины также может привести к отклонению ствола скважины от требуемого направления.

4. К другим техническим условиям, способствующим возникновению искривления, относится, например, бурение не соответствующими дан¬ным условиям по длине компоновками бурильного инструмента (короткими турбобурами, особенно в часто перемежающихся породах раз¬личной твердости и т. д.), компоновками заниженных поперечных размеров, а также породоразрушающими затупившимися инструментами или несоответствующими по конструкции проходимым породам

К техническим условиям, вызывающим неправильное начальное направление скважины, относятся следующие.

1. Неправильная установка ротора. При бурении вертикальных скважин небольшой перекос ротора во время монтажа может привести к неправильному забуриванию скважины.

Подобные начальные отклонения оси скважины часто встречаются при бурении как вертикальных, гак и наклонно заданных скважин. При этом отклонения могут быть различными, а направление носит случай¬ный характер.

2. Бурение скважины с неисправным ротором

3. Неправильная установка направляющей трубы или кондуктора.Плохо отцентрированные и закрепленные обсадные трубы (направление или кондуктор) также могут вызвать отклонение оси скважины в самом начале бурения.

1. Основная причина, непосредственно вызывающая искривление вертикальных скважин,— неравномерная разработка площади забоя в разных направлениях, что приводит в процессе бурения к смещению забоя в пространстве. В отношении наклонно заданных скважин такой причиной искривления является неравномерная разработка площади забоя по окружности и стенок скважин в призабойной зоне.

2. Неравномерное разрушение забоя происходит при определенных геологических и технологических условиях.

3. Неравномерное разрушение стенок наклонно проходимых скважин в призабойной зоне вызывается действием силы тяжести бурильного инструмента.

4. Необходимое условие, которое приводит к искривлению сква­жины,— несовпадение оси низа бурильного инструмента с осью скважины под действием отклоняющего усилия. Последнее возникает в нижней части бурильного вала при взаимодействии в основном изгибающих (от совместного действия центробежных сил и усилий веса) и скручиваю­щих (от передачи вращательного момента породоразрушающему инструменту на забое) сил.

5. Геологические условия — основная причина, вызывающая искрив­ление вертикально заданных скважин. ι

6. Технические условия, хотя и не приводят непосредственно к неравномерному разрушению забоя, играют большую роль в выполнении задач, поставленных перед скважиной.

Практика буровых работ показывает, что интенсивность искривления скважин в основном зависит от степени разбуривания ствола скважины. Чем больше разбуривание, тем больше возможностей проявления тех или иных условий для неравномерного разрушения забоя скважины.