
- •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
Характерними ознаками осипань і обвалювання порід є:
• велика кількість шламу (загострений, пластинчатий), що виноситься із свердловини (при незмінній механічній швидкості);
• підвищення в'язкості бурового розчину та вмісту піску в ньому;
• постійні затягування і посадки інструменту під час виконання технологічних операцій;
• недоходження інструменту до вибою при нарощуванні та в процесі спуску ( необхідність проробок);
• проробка в зоні обрушування не відрізняється від буріння;
• збільшення тиску бурового розчину на стояку бурових насосів при циркуляції;
• схильність до сальникоутворень;
• збільшується „віддача інструменту” (при зупинках ротора), або можливе прокручування інструменту вліво (при бурінні із застосуванням вибійних двигунів) під час профілактичних зупинок для відриву інструменту від вибою;
• можливе підклинювання та заклинювання бурильного інструменту.
Затягування – істотне підвищення навантаження на гаку щодо ваги інструменту при його підйомі.
Посадки – істотне зниження навантаження на гаку при спуску інструменту.
Підклинювання – зростання зусиль подовжнім переміщенням і обертанню відносно нормальному процесу буріння.
Заклинювання – жорсткий опір подовжнім переміщенням і обертанню інструменту. Як правило, заклинюванню інструменту майже завжди передує його підклинювання.
Початок обвалювання гірської породи діагностується виносом додаткової кількості шламу, що значно перевищує норму як за кількістю, так і за формою і розміром уламків, збільшенням тиску при промиванні, затягуванням інструменту і його прихват та ін.
Негативні наслідки від осипань і обвалювання порід наступні:
• необхідні часті опрацьовування стовбура і проміжні промивки, що знижує техніко-економічні показники;
• можливі прихвати інструменту породою, що осипалася (обвалилася);
• у місцях розширення стовбура збільшується число обривів інструменту, утворюються сальники, скупчується шлам (ускладнюється транспортування частинок розбурених порід, а при зупинках циркуляції він осідає, що також може привести до прихвати);
• зростає аварійність бурильних труб із-за збільшення стріли прогину труб;
• необхідні спеціальні роботи по підвищенню стійкості стовбура, що приводить до подорожання свердловини;
• повна втрата циркуляції;
• утворення в свердловині суцільних пробок;
• недопуск обсадних колон;
• миттєве прихват бурильного інструмента, який ліквідовується перебурюванням нового стовбура;
• можлива втрата стовбура свердловини під час буріння обрушеної породи;
• буріння другого стовбура свердловини супроводжують аналогічні ускладнення.
Прихват це неможливість підйому інструменту при технічно допустимих навантаженнях (міцність колони труб, вантажопідйомність устаткування, вежі або щогли). Отже це вже аварія. Прихвату передують затягування і посадки інструменту, які можуть бути віднесені до ускладнень.
► Попередження осипань (обвалювань) порід
Очевидно, що для попередження нестійкості стінок свердловини, необхідно понизити вплив чинників, що приводять до цього.
Отже необхідно:
• запобігти попадання водної фази розчину в породу, особливо в глини;
• підвищити якість розчину, особливо за рахунок зниження показника фільтрації;
• підвищити в’язкості та СНЗ розчину;
• підвищити густини бурового розчину;
• обмежити швидкість спуско-підіймальних операцій колони бурильних труб;
• не допускати утворення сальників;
• попереджувати поглинання бурового (цементного) розчину;
• доливати свердловину при підйомі інструменту;
• знижувати коливання колони бурильних труб (встановлення в нижню частину КНБК демпферів);
• максимально скоротити час знаходження порід у відкритому стовбурі.
► Для попередження розчинення (солей) можуть бути використані наступні заходи:
• застосування перенасиченого сольового бурового розчину, причому до 10 % солі повинно знаходитися в твердій фазі у зв'язку з тим, що при підвищенні тиску і температури в пристовбурній зоні, розчинність солей також зростає;
• застосування розчинів, що виключають розчинення солей (гідрофобні емульсії, розчини на нафтовій основі);
• придушення розчинності однієї солі інший відповідно до закономірностей сольової рівноваги.
Запобігання попадання водної фази розчину в породу. Це запобіжить їх набуханню, ослабленню сил зчеплення, збереже коефіцієнт тертя між окремими частинками породи. Цього можна досягти при застосуванні якісних глинистих розчинів з мінімальною фільтрацією, створюючих тонку непроникну кірку на стінках свердловини.
Можна використовувати також інгібовані промивальні рідини з мінералізо- ваною водною фазою, гідрогелі або рідини на вуглеводневій основі або гідрофобні емульсій, які не викликають зменшення міцності порід, і підтримувати густину промивної рідини на рівні, достатньому для збереження стійкості стінок свердловини.
Для до того, щоб напруга в гірській породі в пристовбурній зоні була близька до напруги в масиві необхідно підвищити гідростатичний тиск в свердловині, що досягається збільшенням густини бурового розчину.
Щоб не допускати зниження гідростатичного тиску в свердловині необхідно
постійно стежити за густиною бурового розчину згідно затвердженим регламентам, і при необхідності доводити її до потрібної. В процесі підйому інструменту проводити постійний долив свердловини.
Для зменшення істотних коливань тиску в свердловині потрібно знижувати швидкість спуско‑підіймальних операцій, не допускати утворення сальників, проводити плавний запуск насосів з одночасним ходінням і обертанням колони бурильних труб.
Запобігти втомному руйнуванню гірських порід в стінках свердловини можна за рахунок установки амортизаторів, протекторів, а ерозії стінок свердловини шляхом зниження швидкості висхідного потоку бурового розчину та не допускати розмивання різьбових з’єднань бурильної колони.