1. Классификация осложнений.

Наиболее распространенными осложнениями при бурении скважин являются: разрушение стенок скважины; поглощения буровых промывочных и тампонажных растворов; пластовые флюидопроявления; прихваты колонн бурильных и обсадных труб.

Названные типы осложнений можно подразделить на следующие виды.

Разрушение стенок скважины:

осыпи и обвалы незакрепленных горных пород, приводящие к чрез­мерному загрязнению ствола скважины;

набухание горных пород, приводящее к сужению ствола скважины;

оползни, приводящие к частичному или полному перекрытию ствола скважины;

желобообразование в местах резкого искривления ствола, приводящее к возникновению затяжек и посадок при спуске или подъеме колонны труб;

растворение соленосных отложений, приводящее к образованию ка­верн;

растепление многолетнемерзлых пород, приводящее к их деградации и потере устойчивости.

Поглощения бурового промывочного и тампонажного растворов:

потери бурового раствора в проницаемые пласты, приводящие к не­обходимости приготовления дополнительных объемов бурового раствора, а зачастую и проведения специальных глубинных гидродинамических ис­следований;

недостаточное гидростатическое давление в скважине, порождающее опасность смятия находящейся в ней обсадной колонны и выброса пласто­вого флюида на поверхность;

применение специальных материалов для закупорки поглощающих пластов, требующее их доставки на буровую, монтажа специальных уст­ройств для ввода материалов в буровой раствор;

недоподъем тампонажного раствора за обсадной колонной, приводя­щий в ряде случаев к необходимости исправительных тампонажных работ.

Пластовые флюидопроявления:

газирование бурового раствора, приводящее к необходимости его де­газации и дополнительной обработке химическими реагентами;

разбавление бурового раствора пластовыми флюидами, приводящее к необходимости его частичной замены;

межпластовые перетоки флюидов, требующие дополнительного ра­зобщения пластов из-за их несовместимости при проходке открытым стволом;

заколонные флюидопроявления, приводящие к опасному скоплению газа непосредственно на устье бурящейся скважины;

возникновение грифонов, приводящее к проникновению газа на днев­ную поверхность и возникновению его взрывоопасной концентрации в окрестностях скважины.

Прихваты колонны труб в необсаженном стволе скважины:

одностороннее прижатие колонны труб к проницаемому пласту за счет репрессии между ним и скважиной;

заклинивание колонны в желобной выработке вида «замочная сква­жина»;

заклинивание долота сальником или в сужении ствола скважины;

прихват колонны обвалившимися породами.

Такая классификация осложнений, не претендуя на законченность, позволяет дифференцировать технологические приемы борьбы с ними.

Проходка ствола скважины в массиве горных пород сопровождается существенным нарушением поля напряжений в ее окрестностях и концен­трацией напряжений на ее стенках. В процессе углубления ствол скважи­ны заполнен циркуляционным агентом с плотностью значительно ниже плотности горных пород. На открытой поверхности стенок скважины про­является действие сил бокового распора, которые вызывают деформацию горных пород в окрестностях ствола и могут приводить к их разрушению.

Присутствие на контакте с горной породой инородной среды (бурово­го промывочного раствора) вызывает физико-химические процессы на гра­нице раздела: осмотические явления, поверхностную гидратацию, раство­рение, капиллярное проникновение и т.п. В некоторых породах они могут вызывать заметное изменение их агрегатного состояния, сил внутреннего сцепления и в итоге могут существенно преобразовывать свойства горных пород в окрестностях скважины по сравнению с первоначальными в есте­ственном залегании. Особенно опасно повышение склонности к пластиче­скому течению глинистых и хемогенных горных пород.

Разупрочнению горных пород в стенках ствола скважины также спо­собствует развитие усталостных явлений, происходящих под воздейст­вием гидродинамических ударов и переменного давления в стволе при спускоподъемных операциях.

При циркуляции промывочного агента по стволу нарушается темпера­турный режим горных пород в стенках скважины, что также вызывает по­явление дополнительных напряжений.

Наконец, на контакте пластовых флюидов с промывочным агентом мо­гут наблюдаться длительные или кратковременные нарушения гидродина­мического равновесия, и в таких случаях подвижная среда (жидкость или газ) под действием разности давлений будет легко перетекать в область по­ниженного давления. Может возникнуть переток промывочного агента в окружающие ствол горные породы либо, наоборот, пластовой жидкости в ствол скважины.

Все эти нарушения равновесного состояния в окрестностях скважины и на ее стенках неблагоприятно сказываются на процессе углубления ство­ла и осложняют его.

Под осложнением понимают нарушение нормального процесса строи­тельства скважины, которое требует принятия безотлагательных и эффек­тивных мер для его устранения и продолжения бурения. В отличие от ава­рий осложнение, как правило, не связано с перерывом в процессе проход­ки скважины.

На борьбу с осложнениями в глубоком бурении затрачивается в сред­нем до 20 — 25 % календарного времени. Это выдвигает проблему преду­преждения осложнений и борьбы с ними как весьма актуальную.

Опыт практической работы показывает, что всякое осложнение легче предупредить, чем затем его ликвидировать.

Причем на практике одно возникшее осложнение нередко влечет за собой другое (поглощение бурового раствора может вызвать приток из вы­соконапорного горизонта; осыпи и обвалы — затяжку инструмента и т.д.), а сочетание нескольких осложнений в одном стволе чрезвычайно усложня­ет задачу их ликвидации и приводит к значительным затратам календарно­го времени и средств.

В арсенале эффективных средств предупреждения осложнений при бурении скважин имеются следующие основные:

обоснование конструкции скважины с учетом всех специфических особенностей разреза;

правильный подбор промывочных агентов по составу и свойствам для каждого специфического интервала и грамотная оперативная корректиров­ка режима промывки в зависимости от свойств проходимых горных пород;

использование системы раннего обнаружения осложнений на основе оперативной обработки данных комплексного контроля за процессом бу­рения (методы технологического контроля, методы геофизического конт­роля);

использование методов прогнозирования опасных зон по данным ре­гиональных и промысловых геофизических исследований.