50. Осложнения при бурении пологого или горизонтального ствола скважины. Причины возникновения, способы их предупреждения.

Многие осложнения, возникающие при бурении сильно искривленных скважин, так или иначе связаны с применяемым буровым раствором.

• Плохая очистка ствола скважины,

• избыточный крутящий момент,

• сопротивление расхаживанию бурильной колонны, зашламление ствола,

• прихваты бурильного инструмента,

• нарушение устойчивости стенок скважины,

• потеря циркуляции,

• кольматация приствольной зоны,

• плохое качество цементирования,

• осложнения при спуске каротажного инструмента на стальном канате

и другие проблемы могут быть следствием несоответствия бурового раствора условиям бурения.

При выборе оптимального раствора для сильно искривленной скважины учитывают наличие зон, осложненных глинистыми сланцами, стоимость бурения, природоохранные требования, а также температуру на забое. Также большое значение придается коллекторам повышенной восприимчивости, внешнему загрязнению, вопросам снабжения и др. Кроме того, выбранный буровой раствор должен быть легко модифицируемым, чтобы избежать осложнений, характерных для сильно искривленных скважин. Ввиду большого количества переменных этот процесс целесообразно проводить с использованием метода экспресс-анализа. При бурении сильно искривленных скважин часто выбирают растворы, обладающие высокой ингибирующей и смазывающей способностью.

Основным свойством бурового раствора является его плотность. Плотность раствора должна постоянно поддерживаться в определенном узком диапазоне, чтобы обеспечить сохранение устойчивости стенок скважин. Этот показатель должен быть достаточно высоким, чтобы сдерживать пластовые давления и сохранять устойчивость стенок скважины, и в то же время достаточно низким для исключения возможности гидроразрыва пласта. При прочих равных условиях с увеличением угла наклона ствола диапазон плотности применяемого бурового раствора сужается. С увеличением глубины и угла наклона скважины вероятность обвала стенок скважины возрастает.

На качество очистки ствола скважины от шлама большое влияние оказывают вязкость, прочность геля, режим промывки, скорость движения раствора по затрубному пространству и его плотность. Как правило, с увеличением плотности раствора и скорости его потока в затрубном пространстве повышается качество очистки скважины во всех типах скважин. Однако в сильно искривленных скважинах вязкость, прочность геля и режим промывки имеют особое значение.

Способность шлама к накоплению в стволе и оползанию в условном интервале с углом наклона от 45 до 55° значительно обостряет серьезность осложнения. Низкая вязкость раствора, высокая скорость циркуляции и турбулентный режим обеспечивают оптимальную очистку интервалов третьей группы (55°-90°).

Результаты, полученные на основании исследований на замкнутой циркуляционной системе, показали, что при больших углах наклона скопления шлама легко образуются и трудно удаляются. По сравнению с практикой бурения обычных скважин бурение интервалов скважин второй группы (с углом наклона от 45 до 55°) начинать предпочтительнее с использованием растворов с повышенной вязкостью , так как это уменьшает скопление шлама в скважине. Если осложнения все же возникнут, то иногда целесообразно понизить вязкость и увеличить расход раствора. Создание турбулентного режима наряду с механическими воздействиями на скопившийся шлам может быть единственным способом ликвидации осложнения.

Требования регулирования водоотдачи определяются проницаемостью пород, величиной дифференциального давления, а также минералогическим составом разбуриваемых пород. Оптимальное регулирование водоотдачи необходимо для предупреждения прихватов, повышения устойчивости стенок скважины и уменьшения кольматации пород в приствольной зоне. Возникновение этих осложнений особенно опасно в сильно искривленных скважинах. Возникновение прихватов колонны бурильных труб в результате воздействия дифференциального давления осложняется чрезмерными гидродинамическими давлениями, большой площадью контакта стенки бурильной колонны с фильтрационной коркой, а также образованием толстой глинистой корки. Вероятность возникновения прихватов очень высока по следующим причинам:

1) колонна бурильных труб под действием силы тяжести прилегает к нижней стенке скважины;

2) для обеспечения устойчивости стенок скважины необходим буровой раствор повышенной плотности;

3) продуктивный пласт может оказаться истощенным.

Фильтрационная корка должна быть тонкой, твердой и упругой. Наличие фильтрационной корки хорошего качества может способствовать увеличению градиента гидроразрыва в проницаемых зонах.

Набухание некоторых минералов, зависящее от минералогического состава коллектора, может произойти в том случае, если заряды на поверхности глин не являются химически активными. Такое набухание уменьшает проницаемость продуктивного пласта.

Рекомендованы следующие добавки к буровым растворам на водной основе: 1) обеспечивающие качество фильтрационной корки;

2) регулирующие вязкость и водоотдачу;

3) обеспечивающие вынос шлама и предупреждающие осаждение твердой фазы;

4) предупреждающие разбухание глин (в результате воздействия ионов калия);

5) понижающие водоотдачу раствора;

6) обеспечивающие смазывающие свойства и способствующие образованию качественной глинистой корки.

Применяемые буровые растворы для обычного горизонтального бурения должны содержать закупоривающие добавки, что препятствует поглощению. Регулирование водоотдачи осуществляется введением специальных добавок для каждого конкретного случая. Содержание глины в растворе часто поддерживается на минимальном уровне. Плотность бурового раствора не должна превышать необходимой для предупреждения проявлений и выбросов.

Способность бурового раствора удерживать во взвешенном состоянии буровой шлам в статических условиях также имеет большое значение. Тиксотропные свойства буровых растворов приобретают еще большее значение при бурении наклонно направленных скважин, так как конфигурация ствола способствует осаждению частиц бурового шлама на нижней стенке скважины в том случае, если удерживающая способность бурового раствора не обеспечивает немедленного суспендирования частиц шлама.