41. Неустойчивость пород стенок скважин. Способы и материалы для предупреждения этих осложнений.

Неустойчивость пород в стенках скважины чаще всего встречаются в глинистых и соленных породах, а также в зонах геологических нарушений.

Осложнениями, вызванными нарушением целостности ствола скважины, являются обвалы горных пород, набухание, ползучесть и растворение пород под действием горного давления.

Причины:

1. Геолологические факторы:

   1. Литологический состав;

   2. Угол залегания пластов;

2. Механические факторы:

   1. Твердость;

   2. Образивность;

3. Технико-технологические факторы:

   1. Тип и параметр бурового раствора ( с увеличением плотности увеличивыется устойчивость);

   2. Скорость потока бурового раствора в кольцевом пространстве (чем выше скорость потока, тем выше эрозия в стенках, тем выше кавернообразование);

   3. Механическое воздействие буровой колонны на стенках скважины при СПО и вращении;

   4. Время нахождения неустойчивых пород в необсаженном стволе;

Признаки:

• Увеличение содержания бурового шлама на поверхности;

• Затяжки/посадки бурового инструмента;

• Резкое повышение/скачки давления на буровом насосе;

Мероприятия по предупреждению:

• Правильный выбор типа бурового раствора;

• Регулировка параметров бурового раствора;

• Ввод смазочных добавок в раствор;

• Ввод полмеров;

• Ввод CaCl;

• Ввод KCl;

42. Желобообразовния и сальникообразования. Причины и признаки этих осложнений.

Желоообразование – это процесс одностороннего продольного кавернообразования в стенке открытого ствола скважины.

При желобообразовании возникает опасность попадания колонны бурильных труб в суженную часть выработок и ее заклинивания, часто приводящего к обрыву бурильных труб.

Причины образование:

1. Геологические причины:

   1. Наличие в разрезе пород осадочного комплекса (глины, аргелиты, сланцы, мергели, алевролиты и т.д.)

2. Технологические причины:

   1. Недопустимо интенсивное искривление ствола скважины;

   2. Образование перегибов;

   3. Разнонаправленность искуственного искревления;

Признаки желобообразования:

• Возрастает нагрузка на крюче

• Заклинивание, прихваты;

• Затяжки;

Способы предупреждения желобообразования:

• При проводке наклонно-направленных скважин необходимо подбирать такие темпы набора и снижения кривизны, при которых исключается образование желобов;

• Буровыми растворами укреплять стенки скважины;

Сальникообразованием – называется процесс налипания мягких, липких пород (обычно глин) на режущие кромки долота, что приводит к их временной неэффективности.

Основными признаками сальникообразования являются:

✦ снижение механической скорости проходки при неизменности параметров режима бурения;

✦ рост (скачки) давления на стояке;

✦ рост момента на долоте;

✦ затяжки при подъеме (наращивании) бурильного инструмента;

✦ посадки при спуске бурильного инструмента.

Причины сальникообразование:

• Гидротация и разбухание глин;

• Недостаточная сколрость восходящего потока;

43. Прихваты бурильного инструмента. Способы предупреждения и ликви-дации прихватов.

Прихват бурильной колонны – невозможность осевого перемещения труб в скважине (в ос-новном вверх).

На прихват бурильной колонны труб в скважине влияет множество факторов, которые по своей природе являются следствием физико-химического, физико-механического других видов воздействия инструмента с породой и буровым раствором.

Факторы, влияющие на возникновение прихвата:

1. Искривление ствола скважины;

2. Вид смазочной добавки;

3. Тип бурового раствора;

4. Соблюдение технических правил и норм;

5. Жёсткость низа бурильной колонны;

6. Площадь поверхности контакта;

7. Коэффициент трения в зоне контакта;

8. Время контакта колонный труб, находящейся в покое, со стенкой скважины;

9. Значение перепада давления;

10. Физико-механические свойства бурового раствора;

11. Температура в зоне прихвата;

12. Абсолютное значение гидростатического давления;

13. Проницаемость породы в зоне прихвата;

14. Тип пластового флюида;

15. Физико-механические свойства фильтрационных корок;

16. Пористость породы;

17. Скорость восходящего потока бурового раствора;

18. Количество смазывающей добавки в растворе.

Меры по предотвращению прихватов определяются прежде всего на стадии разработки про-екта строительства скважины или группового технического проекта ряда скважин с однотипными проектными решениями. Устранение или минимальная возможность возникновения прихвато-опасной ситуации в конкретных горно-геологических условиях решается по следующим направле-ниям.

1. Выбор конструкции скважины производится на основе выделения зон с несовместимыми условиями бурения и разобщения их спуском и цементированием обсадных колонн.

2. Определяются прихватоопасные интервалы и устанавливаются разновидности прихватов, которые могут возникнуть при, бурении их.

3. Выбирается вид промывочной жидкости, соответствующий горным породам геологическо-го разреза. Современные требования к промывочной жидкости, способной предотвратить прихваты труб, включают необходимость быть инертной по отношению к породам в целях нерастворения их и неснижения прочности стенок скважины, обладать хорошей смазочной способностью и малым содержанием твердой фазы.

4. При расчете плотности бурового раствора для вскрытия нефтегазоводонасыщенных пла-стов, включенных в один интервал совместимых условий, выбирается пласт с максимальным гра-диентом пластового давления.

5. Устойчивость горных пород, представленных глинами, аргиллитами. глинистыми сланца-ми и солями, склонными к обвалам м текучести, определяется выбором соответствующих парамет-ров бурового раствора. в частности, плотности и фильтрации.

6. Разработка режима промывки должна учитывать энергетические показатели работы гид-равлического забойного двигателя, эффективность удаления шлама с забоя и установления такого режима течения бурового раствора в кольцевом пространстве, который хорошо выполняет функции гидротранспорта шлам к устью скважины.

7. Выбирается рациональная конструкция бурильной колонны, подбираются компоновки низа бурильной колонны (КНБК) для каждого участка профиля скважины.

8. Перед началом забуривания бурильные трубы опрессовываются на давление, превыша-ющее рабочее в 1,5 раза, но не менее чем на 30 МПа. Последующие опрессовки необходимо про-водить через 800 часов механического бурения, а также перед проведением ответственных работ в скважине и после ликвидация сложных аварий, например, глушения открытых фонтанов и ликви-дации прихватов колонны.

9. Разрабатывается график строительства скважины и материально-технического обеспече-ния буровой для предотвращения перерывов в процессе бурения.

10. Для скважин, время строительства которых превышает 1 месяц, должна быть составлена "Профилактическая карта по безаварийному ведению работ", в которой указывается перечень всех мероприятий по предотвращению аварий, включая и прихваты труб, плановый и фактический срок их выполнения.

Способы ликвидации прихватов:

1. Расхаживание прихваченной колонны (расхаживание колонны труб и отбивка её ротором не считается самостоятельным методом освобождения перехваченной колонны, за ис-ключением некоторых лёгких случаев прихватов. Способ расхаживания и значения нагру-зок зависит от вида прихвата)

2. Установка жидкостных ванн (применение ванн как способа ликвидации прихвата – наибо-лее распространённые и действенный метод. Качестве агентов ванны могут быть исполь-зованы вода, нефть, кислоты, щелочи и другие продукты. Однако наиболее распростра-ненным и эффективным агентом является нефть)

3. Взрывной способ (используется для: «встряхивания» инструмента, отвинчивания колонны, обрыва труб с целью освободить часть колонны)

4. Гидроимпульсивный способ (рекомендуется для ликвидации прихватов, вызванных дей-ствием перепада давления, заклиниванием колонн в желобных выработках или обломках породы)

5. Применение ударных устройств (ясс ударный – предназначен для освобождения прихва-ченной бурильной колонны приложением к ней ударных нагрузок при расхаживании)

6. Гидровибрирование колонны труб (может дать положительный результат в сочетании с расхаживанием и установкой жидкостных ванн)