- •Розділ 7
- •7. 1 Основні поняття і визначення
- •7.2 Тиск в свердловині і навколостовбурному просторі
- •Гірський (геостатичний) тиск, Ргс – тиск, обумовлений вагою вищезалягаючих гірських порід
- •Гідростатичний тиск. Тиск в свердловині, що створюється стовпом бурового розчину, називається гідростатичним Ргст, і може бути визначено з виразу
- •Поровий тиск - це тиск, що створюється флюїдом (вода, газ, нафта або їх суміш) на стінки пор гірської породи.
- •Якщо диференціальний тиск менше 0, то такий процес називається бурінням з депресією на пласт.
- •Тиск гідророзриву породи, Ргр– тиск в свердловині (Рс − гідростатичний плюс гідродинамічний, динамічний), при якому відбувається розрив масиву породи і утворення в ній штучних тріщин.
- •− Глина з прошарками пісковиків 0,33-0,4
- •7.3.1 Осипання та обвалювання стінок свердловини
- •Основні причини осипань та обвалювань стінок свердловини:
- •Характерними ознаками осипань і обвалювання порід є:
- •Негативні наслідки від осипань і обвалювання порід наступні:
- •Очевидно, що для попередження нестійкості стінок свердловини, необхідно понизити вплив чинників, що приводять до цього.
- •Ліквідація осипань і обвалювань порід:
- •7.3.2 Ускладнення при бурінні вічномерзлих порід
- •7.3.3 Звуження стовбура свердловини
- •Причини звуження стовбура свердловини:
- •Ознаками звуження стовбура свердловини є:
- •Негативні наслідки від звуження стовбура свердловини:
- •Заходи попередження звуження стовбура свердловини
- •7.3.4 Особливості буріння в сольових відкладеннях
- •Для попередження ускладнень, пов'язаних з пластичною текучістю солей, необхідно:
- •Ліквідація звуження стовбура свердловини
- •7.3.5 Жолобоутворення
- •Характерні ознаки:
- •Наслідки:
- •Заходи щодо попередження жолобоутворення наступні:
- •7.4 Поглинання бурового розчину
- •Під поглинанням розуміються неконтрольований процес відтоку розчину в природні або штучно створені канали у стінках свердловини.
- •Основні ознаки поглинання наступні:
- •По інтенсивності поглинання підрозділяються на:
- •Негативні наслідки від поглинання:
- •7.4. 1 Методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Геофізичні методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Гідродинамічні методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Прямі методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •7.4.2 Попередження поглинань
- •7.4.3 Ліквідація поглинань
- •Ліквідація поглинань за допомогою тампонажних сумішей
- •Способи доставки тампонажних сумішей в зону поглинання
- •Технічні засоби, використовувані для підвищення ефективності тампонажних робіт
- •Ліквідація поглинань за допомогою вибуху
- •7.5 Газонафтоводопрояви
- •7.5.1 Причини флюїдопроявів
- •(З часом) на випадок осідання твердої фази розчину
- •Меншою густиною, ніж густина бурового розчину
- •І в'язкої (в, г) рідин при переміщенні колони труб у свердловині
- •7.5.2 Поведінка газу в буровому розчині
- •7.5.3 Основні ознаки гнвп
- •7.5.4 Попередження газонафтоводопроявів
- •7.6 Обладнання устя свердловини
- •7.6.1 Колонні головки
- •7.6.2 Схеми монтажу оп
- •7.6.3 Превентори
- •7.6.3.1 Плашковий превентор
- •9 10 1−Корпус;2−ущільнення кришки;3−гвинт;4−бокова кришка превентора;5−привідний гідроциліндр;
- •6−Поршень; 7,8−маслопроводи; 9−гумове ущільнення плашки;10−корпус плашки;11−шток
- •7.6.3.2 Універсальний превентор
- •1−Кришка; 2−ущільнювач; 3−корпус; 4−плунжер;5−ущільнювана манжета;6−внутрішня направляюча втулка
- •7.6.3.3 Обертовий превентор (дивертер)
- •7.6.3.4 Внутрішньо-свердловинні перекриваючі пристрої
- •1− Пружина; 2−диск ущільнення клапана; 3− клапан; 4− корпус;
- •7.6.4 Циркуляційна хрестовина
- •7.7 Маніфольд
- •1 − Зворотний клапан; 2 − дросель з гідроприводом; 3 − датчик тиску; 4 − манометр;
- •5 − Буферний резервуар; 6 − засувка з ручним приводом; 7 − дросель з ручним приводом;
- •8 − Хрестовина; 9 − корінна засувка з гідроприводом
- •Дросель з дистанційним управлінням
- •1 − Труба для відведення газу;2 − відбивач; 3 − кожух верхній;4 − тарілка; 5 − кожух нижній;
- •6 − Днище; 7 − фланець глухий; 8 − кран;9 − труба;10 − фланець
- •7.8 Керування оп
- •7.9 Запобігання газонафтоводопроявам і відкритому фонтануванню свердловин
- •При перфорації, освоєнні і дослідженні свердловин та геофізичних роботах
- •7.9.8 При бурінні, спо, промиванні та інших технологічних процесах з метою запобігання газонафтоводопроявам і відкритому фонтануванню свердловин необхідно враховувати ще й наступне:
- •Свердловини з глибини 3500м з відкритим устям
- •7.10 Дії бурової бригади при проявах
- •7.11 Методи ліквідації проявів
- •7.11.1 Загальні принципи
- •7.11.2 Закриття свердловини
- •7.11.2.1 При бурінні свердловини
- •7.11.3 Спостереження за тиском закритої свердловини
- •Свердловини (випадок припливу газу із пласта з доброю проникністю)
- •7.11.4 Перші розрахунки після виникнення прояву флюїду
- •Вимірювання Рбк1 у разі наявності зворотного клапана в колоні труб
- •Оцінка ризику гідророзриву пласта при закритті свердловини
- •Визначення запасу безпеки Ррепр
- •Основний принцип управління свердловиною
- •Основи створення вибійного тиску Рвиб
- •Основи управління вибійним тиском Рвиб
- •Прийоми управління флюїдопроявом
- •Циркуляція при сталому режимі роботи насосів
- •Зупинка циркуляції
- •Тиск нагнітання насосів
- •7.11.5 Характеристика методів глушіння проявів
- •Метод бурильника
- •А) Відновлення циркуляції
- •Б) Видалення газу з свердловини
- •Тиск в кільцевому просторі Ркп в процесі вимивання газу
- •В) Нагнітання бурового розчину з необхідною густиною
7.3.1 Осипання та обвалювання стінок свердловини
Основні причини осипань та обвалювань стінок свердловини:
• зміна напруженого стану гірських порід після розтину їх свердловиною (перерозподіл напруги в гірській породі);
• попадання фільтрату бурового розчину в пристовбурний простір, що приводить до набухання глинистих порід, ослаблення сил зчеплення і зменшення коефіцієнта тертя між частинками гірських порід;
• геологічні чинники (круте залягання пластів, тектонічне нарушення порід, тріщинуватість, газо- і водонасиченість);
• розбурювання гірських порід з використанням води, або бурового розчину з недостатньою в’язкістю;
• розчинення і розмив (ерозія) породи промивною рідиною (хемогенні, глинисті відклади, розмивання різьбових з’єднань бурильної колони );
• низький гідростатичний тиск в свердловині;
• коливання тиску бурового розчину;
• втомне руйнування порід в результаті спуско - підйомних операцій і обертання колони бурильних труб;
• розтеплення мерзлої гірської породи, що призводить до фазових перетворень (танення льоду-цементу).
Найбільше до обвалювань схильні глинисті породи і породи, цементуючим матеріалом в яких є глинисті мінерали.
Набухання — це вид деформації гірських порід унаслідок фізико-хімічної взаємодії з рідиною, що приводить до збільшення об'єму і маси порід. Набухання, в основному, властиве породам типу шаруватих і сильно зім'ятих глин і спостерігається переважно в період розкриття порід, коли відбувається інтенсивна фільтрація рідини в пласт. Збільшення об'єму глинистих порід від їхньої взаємодії з водою зумовлене позитивною розклинювальною дією гідратних шарів, утворених навколо частинок.
Під час набухання тиск усередині породи збільшується, в результаті може відбуватися їх витискування в свердловину, внаслідок чого її діаметр зменшується.
У інших породах (не глинистих) ці процеси також мають місце, але вони менш помітні, а в міцних породах практичного значення не мають.
З сказаного можна зробити висновок, що одним з основних показників бурового розчину, що впливає на стійкість гірських порід, є водовіддача. Цей показник визначає ступінь і глибину зволоження порід.
При бурінні сольових (хемогенних) відкладень залежно від конкретних умов (вид бурового розчину) може відбуватися їх розчинення з утворенням каверн значних розмірів.
У м'яких породах при значній швидкості висхідного потоку розчину, або при розмиванні різьбового з’єднання може відбуватися розмив (ерозія) стінок свердловини, і збільшення її діаметру.
Гідростатичний тиск в свердловині може знижуватися з наступних причин:
• із-за зниження густини розчину в процесі буріння, тому необхідний постійний контроль цього параметра відповідно до регламенту;
• за рахунок спорожнення свердловини при підйомі інструменту, тому необхідно доливати свердловину розчином;
• за рахунок спорожнення свердловини при поглинаннях (падіння рівня розчину в свердловині);
• за відсутності циркуляції бурового розчину за рахунок седиментації шламу, температурних змін, фільтрації та ін.;
• за рахунок часткового відходу розчину в навколишні породи під час ремонтів, простоїв, геофізичних досліджень.
Коливання тиску в свердловині в процесі буріння приводять до зміни деформації порід, що порушує внутрішні зв'язки між частинками і сприяє порушенню стійкості її стінок.
При виконанні спуско- підйомних операцій, обертанні колони бурильних труб в гірських породах пристовбурного простору виникають втомні руйнування порід, а також стирання породи на стінках, зрізання її торцями замків і елементами КНБК, удари по гірській породі.