7.3.5 Жолобоутворення

Жолобоутворення виникає в інтервалах локальних викривлень і перегинів стовбура сверд­ловини.

• Причини жолобоутворень. Жолоби утворюються в умо­вах похило-скерованого буріння, а також можливі в інтервалах викривлення стов­бура вертикальних свердловин при певних геологічних умовах, але переважають жолобоутворення у м'яких пластичних породах (глини, мергелі і т.п.).

В цих місцях створюється сила, яка притискує інструмент до

стінки свердловини і зумовлює зрізання порід замком під

час CПО, а також руйнування стінки свердловини під час

обертання колони ротором, що в результаті і приводить до

утворення так званих жолобів. (рисунок 7.1).

Рисунок 7.1− Схема утворення жолоба

Глибина жолоба залежить від кількості спуско-підіймальних операцій, та часу буріння певного інтервалу (особливо інтенсивно жолоби утворюється в м'яких породах при роторному способі буріння). Поперечний переріз повнорозмірного жолоба дорівнює приблизно діаметру замка.

• Характерні ознаки:

• збільшення з часом навантаження на гаку (затягування) при підйомі інструменту при одній і тій же вазі (одній і тій же довжині);

• можливе поступове зменшення навантаження на гаку при спуску інструменту (посадки інструменту) в одному і тому ж інтервалі;

• значна зміна навантаження на гаку при підйомі після зміни діаметру елементів бурильної колони в інтервалі можливого жолобоутворення;

• збільшення крутного моменту на роторі, шуму ротора, його підклинення;

• Наслідки:

• затягування і посадки;

• прихвати бурильного інструменту.

Основні причини: механічна взаємодія елементів бурильної колони з гірською породою в умовах ви­кривлення стовбура свердловини.

• недопуск обсадної колони (рідко коли).

• Заходи щодо попередження жолобоутворення наступні:

• відповідність інтенсивності викривлення прохідним породам;

• введення мастильних добавок в буровий розчин;

• встановлення ексцентричних калібраторів (над КНБК), які дозволяють виводити інструмент з жолоба при обертанні колони (полегшення процесу СПО);

• використання таких бурових доліт та способу буріння свердловини які можуть скоротити час на буріння інтервалів вірогідного жолобоутворення;

• перекриття інтервалів жолобоутворення колоною обсадних труб.

Примітка. Спрацьовувати жолоби не рекомендується, так як є велика небезпека поломки бурильної колони.

Мінімальний радіус викривлення R стовбура свердловини, при якому жолоби не утворюються, може бути визначений за формулою

(7.20)

де P – натягнення колони, кН;

l – відстань між замками (замком і муфтою), м;

F – допустима сила притиснення замка до стінки свердловини, кН.

У м'яких породах F=10 кН, в породах середньої твердості F=20-30 кН, в міцних – 50 кН.

7.4 Поглинання бурового розчину

• Під поглинанням розуміються неконтрольований процес відтоку роз­чину в природні або штучно створені канали у стінках сверд­ловини.

Поглинання приводить до безповоротної втрати бурового (цементного) розчину в навколишніх породах і є одним з основних видів ускладнень.

У ряді випадків витрати часу на його ліквідацію доходять до 25-30 % від загального часу на буріння свердловини.

• Основна причина поглинань – перевищення тиску в свердловині над тиском пласта і наявність каналів відходу бурового розчину. Поглинання може відбуватися як по природних каналах, так і по штучних, таких, що виникають в результаті гідророзриву пласта.

Поглинання можуть викликатися наступними причинами:

• розбурювання природно тріщиноватих порід;

• невідповідність властивостей розчину (густина, в'язкість, СНЗ) конкретним умовам буріння свердловини;

• наявність значних втрат тиску в кільцевому просторі (надмірна продуктивність насоса, незначний зазор між бурильною колоною і стінками свердловини, звуження свердловини, утворення сальників і т.д.);

• дуже висока швидкість спуску бурильної колони в процесі СПО з отриманням надмірного тиску в свердловині;

• надмірний тиск в свердловині унаслідок дуже швидкого запуску насосів з буровим розчином (при великих значеннях СНЗ);

• невідповідність конструкції свердловини прохідним породам (помилка при виборі конструкції свердловини).