7.3. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРИХВАТОВ КОЛОННЫ ТРУБ

7.4.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Скважины в процессе строительства обсажи­ ваются обсадными колоннами, исходя из недопустимости совместного вскрытия горизонтов с взаимоисключающими аномальными градиентами пластового давления и необходи­ мостью перекрытия интервалов, бурение которых связано с преодолением различных по природе осложнений (погло­ щений, газонефтепроявлений, обвалов стенки скважин).

Промывка ствола скважины должна обеспечивать ско ­ рость восходящего потока раствора в кольцевом пространст­ ве не ниже приведенной в табл. 7.1. Подача насоса О, необ­ ходимая для обеспечения этих скоростей, подсчитывается по формуле

О = vF-103 л/с,

где v — скорость восходящего^ потока, м/с; F — площадь кольцевого сечения, м2 (см. табл. 7.1).

Если невозможно обеспечить нужную подачу буровых на­ сосов для улучшения качества очистки ствола скважины от выбуренной породы (за счет турбулизации потока в кольце­ вом пространстве), необходимо в процессе бурения периоди­ чески приподнимать инструмент на длину ведущей трубы и, вращая, спускать его с максимально допустимой для этих ус­ ловий скоростью (в зонах с высокими значениями градиентов гидроразрыва пород).

Если при турбинном бурении не обеспечивается достаточ­ ная скорость восходящего потока, необходимо практиковать периодический спуск долота без турбобура и промывку скважины в течение 2 —3 циклов при максимально возмож ­ ной подаче насосов. Периодичность таких промывок уста­ навливается для каждой скважины в отдельности в зависимо­ сти от конкретных геолого-технических условий бурения.

При роторном бурении под кондуктор или промежуточ­ ную колонну диаметром более 346 мм, когда невозможно по ­ лучить рекомендованную скорость восходящего потока, не­ обходимо увеличивать время промывки перед наращиванием и перед подъемом инструмента, а иногда и снижать скорость бурения в мягких породах.

Не допускается длительная (свыше 30 мин) промывка ство­ ла с пониженной подачей, например одним насосом вместо двух.

Чтобы обеспечить контроль качества промывки, на вык**. де буровых насосов устанавливаются регистрирующие мано-

Необходимая скорость восходящего потока бурового раствора в скважинах

метры, непрерывно контролирующие давление в нагнетатель­ ной системе; в случае снижения давления (после тщательной проверки насосов и установления их нормальной работы) колонну бурильных труб следует поднять, трубы осмотреть, при необходимости опрессовать и провести дефектоскопию.

Профилактическая опрессовка и дефектоскопия труб про­ изводятся строго по графику, утвержденному руководством бурового предприятия. Трубы опрессовываются водой давле­ нием 20 МПа с предварительной переборкой свечей.

Химическая обработка и качество бурового раствора должны соответствовать требованиям геолого-технического наряда. При выборе плотности бурового раствора необходи­ мо учитывать пластовое давление. В прихватоопасных интер­ валах, расположенных на глубине более 1200 м и представ­ ленных хорошо проницаемыми отложениями, например пес-

буровой раствор химических реагентов, добавок, утяжели­ теля.

Каждая буровая установка должна быть оснащена лабора­ торией по контролю свойств буровых растворов, оборудо­ ванной приборами и укомплектованной набором химических реагентов, применяющихся при бурении скважин.

Очищается буровой раствор от выбуренной породы виб­ роситами, гидроциклонными установками и другими средст­ вами.

Для приготовления бурового раствора используют порош ­ кообразные сухие материалы. В качестве утяжелителя реко­ мендуется применять барит.

УЩР для обработки раствора приготовляется по рецептуре лаборатории, при этом необходимо учитывать влажность бу­ рового угля и концентрацию каустической соды. Реагент по­ сле затворения должен быть настоен в течение 12 —16 ч и со­

правильно приготовленного реагента ведет к увеличению щ е­ лочности раствора и возрастанию липкости фильтрационной корки.

При спуске инструмента в скважину производятся проме­ жуточные промывки для разрушения структуры раствора и предупреждения возникновения дополнительного гидроди­ намического давления. Интервалы и периодичность промывок устанавливаются руководством буровой установки. Возоб­ новляют циркуляцию одним насосом при вращении ко ­ лонны.

Для предупреждения прихватов, которые могут быть вы­ званы поглощением бурового раствора, необходимо пони­ зить гидродинамическое давление при спуске инструмента (колонн) уменьшением структурно-механических свойств бу­ рового раствора и ограничением скорости спуска труб.

При временном прекращении циркуляции бурового рас­ твора колонну бурильных труб поднимают от забоя на длину ведущей трубы, периодически (через 5 —10 мин) расхаживают

ипроворачивают ротором.

Вслучае невозможности движения колонны бурения труб в скважине она разгружается на забой с таким расчетом, чтобы сжатая ее часть находилась между забоем и башмаком предыдущей обсадной колонны (между забоем и хвостови­ ком) или на 200 м выше возможных интервалов прихвата. При этом промывка прекращается с периодическим возоб­ новлением при длительных остановках.

Во время продолжительных остановок, вызванных неис­ правностью подъемного механизма, колонна труб подвеши­ вается на роторе и проворачивается.

Запрещается углублять скважину, когда колонна труб дви­ жется в ней с затяжками, посадками, подклиниваниями, вы ­ званными осыпями, обвалами, пластическими деформациями пород, толстыми фильтрационными корками на проницае­ мых поверхностях. Эти осложнения ликвидируются тщатель­ ными проработками и регулированием свойств бурового рас­ твора.

В процессе бурения каждой скважины необходимо вести карту осложненное™ ствола, в которой фиксируют замечен­ ные и происшедшие осложнения и аварии, даты их возник­ новения и способы ликвидации. В дальнейшем карты ослож­ ненное™ анализируются, данные об осложнениях и авариях систематизируются по определенным литолого-стратиграфи- ческим горизонтам и выбираются эффективные способы преодоления осложнений при бурении скважин в конкретном регионе.

Для предупреждения флокуляции и выпадения в осадок ча­ стиц баритового утяжелителя и, как следствие, возникнове­ ния прихватов необходимо перед вводом в буровой раствор анионоактивных ПАВ (сульфонола, нефти, окисленного пет­ ролатума, соапстоков) предварительно обрабатывать раство­ ры гидрофилизирующими реагентами (УЩР, гипан, метас, КМЦ). Аналогичные обработки раствора необходимы и пе­ ред установкой нефтяных ванн для предупреждения флокуля­ ции утяжелителя в зонах смешения нефти с буровым раство­ ром.

Кальциевые растворы, где содержание ионов кальция пре­ вышает 0,015 —0,020%, перед добавлением анионоактивных ПАВ рекомендуется предварительно обрабатывать неоргани­ ческими фосфатами (гексаметафосфат, триполифосфат, пи­ рофосфат).

Для предупреждения неуправляемого искривления необхо­ димо:

запретить применение нецентрированного устьевого обо ­ рудования, погнутых бурильных, УБТ и ведущих бурильных труб;

бурить скважины большого размера (346 мм и более) ре­ активно-турбинным буром (РТБ);

бурить скважины диаметром 320 мм и менее, применяя конструкции низа бурильных колонн, обеспечивающие их вертикальность;

выбирать осевые нагрузки на долото в зависимости от уг­ ла залегания пластов и перемежаемости крепких и мягких пород;

осуществлять своевременный и качественный контроль за искривлением скважины;

выявлять геофизическими способами на каждой разбури­ ваемой площади интервалы залегания и мощности крепких прослоев (15-20 см);

применять в компоновках низа бурильных колонн про­ фильные, а в глубоких скважинах - УБТ требуемого диамет­ ра (90, 120, 133 мм);

тщательно изучать материалы бурения законченных сква­ жин для разработки мероприятий по предупреждению ис­ кривлений;

намечать комплекс мероприятий по предупреждению и борьбе с искривлениями до начала бурения скважины.

7.4.2. ПРИХВАТЫ У СТЕНКИ СКВАЖИНЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ

Буровой раствор обрабатывается химически­ ми реагентами, способствующими образованию тонких ма­ лопроницаемых эластичных фильтрационных корок (ССБ, КССБ, КМЦ, метас и др.). Реагенты подбираются в зависи­ мости от температурных условий в скважине, агрессивности среды и других определяющих факторов.

При бурении скважин следует поддерживать минимальные произвольные углы искривления и изменения азимута в ин­ тервалах проницаемых пород, контролируя пространственное положение скважины периодическими замерами его инкли­ нометрами. Интервалы резких перегибов ствола прорабаты­ ваются и шаблонируются с малой скоростью подачи колонны труб. Типы компоновок низа бурильных колонн определяют­ ся конкретными условиями на базе действующих руководств и инструкций.

Для уменьшения фактической площади контакта труб и инструмента со стенкамй скважины применяются утяжелен­ ные бурильные трубы с профильным поперечным сечением (квадратные, круглые с канавками на поверхности), УБТ со специальными центрирующими втулками (рис. 7.2, табл. 7.2), УБТ квадратного сечения со смещенными гранями - КУБТСГ (рис. 7.3, табл. 7.3, 7.4), переводники-центраторы, в том числе и упругие (рис. 7.4, 7.5, табл. 7.4, 7.5), переводники-