Ответы экз 2025 расширенный

Аварии с обсадными трубами

При спуске колонны обсадных труб возможны отвинчивания обсадных труб или ниппелей, обрывы труб и их смятие. Для соединения труб следует центрировать отвернувшуюся трубу при помощи конуса, спущенного на бурильных трубах, и затем свинчивать ее вращением верхней части колонны обсадных труб. Если невозможно центрировать нижнюю часть и соединить ее с верхней, необходимо поднять, верхнюю часть колонны обсадных труб, а затем захватить и поднять отвернувшуюся нижнюю часть с помощью метчика или труболовки, спускаемых на бурильных трубах.

В процессе бурения возможны отворачивание нижней части колонны обсадных труб с башмаком или обрыв ее в результате размыва ствола скважины и зависания колонны. Ликвидацию этих аварий производят путем центрирования отвернувшейся (оторвавшейся) части колонны с последующей цементацией ее или спуском обсадной колонны меньшего диаметра. Если имеется возможность поднять на поверхность верхнюю часть колонны обсадных труб, то ликвидацию аварии можно производить способом, описанным выше. Аналогичными способами ликвидируют аварии, происшедшие из-за протирания стенок колонны обсадных труб в процессе бурения.

Происходящие при подъеме обсадных труб аварии аналогичны авариям, происходящим при спуске, и ликвидируются теми же способами.

Аварии при скважинных исследованиях

При обрыве и оставлении скважинных приборов (устройств) в скважине их извлечение проводится после навинчивания ловильного колокола или накрытия колонковой трубой соответствующего диаметра. При обрыве каротажного кабеля или троса их извлечение производится с помощью ловителей каната. В случае невозможности извлечения кабеля (троса) он разбуривается.

Падение посторонних предметов в скважину

Разнообразие посторонних предметов обусловливает многочисленность способов их извлечения. Извлечение посторонних предметов может производиться различными ловушками, обуриванием с последующим подъемом или разбуриванием (уничтожением) предмета. При невозможности извлечения или разбуривания предметов производят попытку отжать их в стенки скважины (в мягких и средней твердости породах) с последующим перекрытием этого места обсадными трубами с поверхности или впотай. В ряде случаев забуривают новый ствол выше места нахождения этого предмета. Если упавший предмет явился причиной заклинивания находящегося в скважине бурового снаряда, то ликвидировать эту аварию следует методами, применяемыми при ликвидации прихватов.

13. Инструменты для ликвидации аварий.

Даже при безаварийной работе на каждой буровой установке должен быть набор инструмента для захватывания и извлечения, оставленных в скважине частей бурового снаряда, обсадных труб, стального каната и других предметов. Такой инструмент называется ловильным.

Метчики ловильные предназначены для ловли бурильных, колонковых и обсадных труб. На конической поверхности корпуса метчика нарезана мелкая треугольная резьба, которой метчик соединяется с оставленной в скважине трубой.

Для ловли бурильных труб в скважинах большого диаметра метчики оснащаются направляющими воронками.

Колокол ловильный применяется для ловли бурильных труб. Он более надежен, чем метчик, который не всегда применим и нередко разрывает верхнюю часть трубы при ввинчивании в нее.

На внутренней конусной поверхности колокола нарезана треугольная резьба и профрезерованы продольные канавки. Колокол спускают в скважину на бурильных трубах и вращением ввинчивают на ловимую трубу.

В скважинах большого диаметра применяют колокол с направляющими воронками.

Кроме обычных ловильных метчиков и колоколов, имеющих правую резьбу, для развертывания колонны труб и извлечения ее из скважины по частям применяются метчики и колоколы с левой резьбой.

Когда оборванный конец бурильной трубы имеет неправильную форму, можно использовать также ловушку типа «борода». Ее спускают на бурильных трубах в скважину, осторожно накрывают оборванный конец и вводят его в корпус ловушки через втулку с двойной конусностью. После этого через бурильные трубы засыпают 10-12 кг заклиночного материала, который прочно заклинит ловимую трубу в конусной части ловушки и позволит поднять ее на поверхность.

Труболовки используются для извлечения из скважины обсадных и колонковых труб. В отличие от метчиков труболовка может быть освобождена от захваченной ею трубы, если последняя не может быть извлечена из скважины. Кроме того, труболовкой можно соединиться с любой (по длине) частью извлекаемой из скважины колонны труб.

Ловильные ерши предназначены для ловли оборвавшегося и упавшего в скважину каната.

Канаторезка служит для обрезания инструментального каната около канатного замка, когда прочность каната не позволяет воспользоваться им для извлечения из скважины прихваченного долбежного снаряда.

Мелкие предметы, попавшие в скважину, могут быть извлечены с помощью паука, представляющего собой трубу, на нижнем конце которой вырезаются зубья высотой 150200 мм. Верхним концом паук соединяется с колонной бурильных труб, на которых он опускается в скважину. Перед спуском паука рекомендуется забросить на забой небольшое количество вязкой глины. Устано­вив паук на забой, на него нажимают сверху и проворачивают. В результате зубья паука загибаются внутрь и захватывают находящийся на забое мелкий предмет.

Для очистки забоя скважины от обломков матрицы алмазной коронки, мелких кусков металла и твердого сплава применяется ловушка секторов матриц ЛМС. Ловушка состоит из корпуса 1 с эксцентрично расположенными в нем каналами 2 для промывочной жидкости

– не менее 50 л/мин. Время работы ловушки на забое скважины – 10-15 мин.

Для выбивания снаряда, прихваченного шламом или кусками породы, применяются выбивные бабы массой 50 и 100 кг. Выбивная баба центральным отверстием надевается на верхнюю трубу бурильной колонны, соединенной с прихваченным снарядом 1, ввинчивают в эту трубу пробку 2 и, ударяя вручную снизу вверх по пробке, выбивают прихваченный снаряд.

14. Аварии с бурильными трубами и способы их ликвидации

К авариям с бурильными трубами относятся прихваты бурильных труб, поломка бурильных труб в скважине а также развинчивание резьбовых соединений колонны бурильных труб, падение колонны труб в скважину.

Способы ликвидации прихватов

Физико-химический – установка жидкостных ванн

Гидравлический – изменение давления в скважине, гидроимпулсный метод

Механический – использование ясов, отбивка ротором и расхаживание( не является самостоятельном метдом), взрывные способы (торпеды, детонирующий шнур)

Комбинированные способы

При развинчивании и сломе труб применяют ловители различных конструкций, также есть вероятность того, что извлечь колонну будет невозможно, в таком случаем ствол скважины перебуривают.

15. Определение и классификация осложнений в бурении. Чем осложнения отличаются от аварий?

Осложнение в бурении – это отклонение технологии ведения работ от проекта или приостановка технологического цикла работ, восстановление которого возможно после устранения причин повлиявших на это.

Авария – это непредвиденное нарушение непрерывности технологического процесса бурения или испытания скважин, требующее для его ликвидации проведения специальных работ, не предусмотренных проектом с привлечением дополнительных ресурсов

Осложнения могут быть вызваны

геологическими причинами

организационно-технологическими причинами.

Геологические осложнения возникают при проводке скважины в малоизученных горизонтах, на новых площадях, на участках залежей, где ранее данный вид осложнений не встречался.

Организационно-технологические осложенения вызваны в первую очередь нарушением технологии ведения работ, неудовлетворительной организацией производства работ, применением некачественного технологического оборудования и материалов.

16. Основные физико-механические свойства горных пород.

Основными физико-механическими свойствами горных пород, влияющими на бурение, являются: механическая прочность, упругость, пластичность, хрупкость, твёрдость, абразивность, плотность, пористость, водопроницаемость, плывучесть и устойчивость. Также горные породы обладают анизотропностью - неоднородность физических свойств в различных направленях.

17. Охарактеризовать напряжённое состояние горных пород на стенке скважины.

Под действием горного давления в породе на стенке скважины возникают нормальные напряжения, направленные вдоль оси скважины σz , по ее радиусу σ и по касательной к стенке σq . Величина этих напряжений выражается следующими равенствами:

σz = ρгпgh

σ = ρбрgh

σ = 2 ρгпgh

Где

ρгп − средняя плотность горных пород

− коэффициент бокового распора (отношене бокового давления

к вызвавшей его вертикальной нагрузке.

ρбр − плотность бурового раствора

18. Поровое (пластовое) давление. Коэффициент аномальности пластового давления. Давление поглощения (гидроразрыва). Индекс давления поглощения.

Описал в следующей части.

19. Охарактеризовать равновесное состояние системы «скважина-пласт».

Во 2-ой части есть другой ответ на этот вопрос.

О равновесном состоянии в системе скважина-пласт судят по разности времени ∆ прихода импульсов давления на устье скважины в обычном буровом растворе и в буровом растворе в присутствии углеводородов. Равновесному состоянию соответствует величина разности времени ∆ , определяемой из соотношения:

∆tтек

∆t ≤ ρбр

ρо − 1

∆tтек - текущая разность времени прихода сигналов давления на устье скважины в обычном буровом растворе и в буровом растворе в присутствии флюида

ρбр - плотность бурового раствора закачиваемого в скважину на момент определения текущей разности времени

ρо - плотность бурового раствора, выходящего на устье скважины из затрубного пространства, на момент определения текущей разности времени

20.Охарактеризовать тепловой режим скважины при бурении и промывке.

Вследующем файле.

21. Принцип выбора плотности бурового раствора. Циркуляционная плотность бурового раствора.

Статическое давление, создаваемое буровым раствором на стенки скважины, должно быть несколько больше пластового давления, для того чтобы предотвратить газонефтепроявления. В то же время, давление бурового раствора не должно превышать давления поглощения или разрыва пластов, так как в противном случав неизбежно возникновения поглощения. Это условие можно выразить следующим образом:

Ка ≤ ρбр ≤ Кп

Кп − коэффициент поглощения

Ка − коэффициент аномальности, при 1 равен Кпластового

При циркуляции раствора в скважине имеют место гидравлические сопротивления, обуславливающие потери давления в кольцевом пространстве между стенками скважины и колонной труб Рk. Благодаря этому давление на стенки скважины повышается на величину гидравлических потерь в колонне и кольцевом пространстве.

Эквивалентная плотность циркуляции Сумма гидростатического давления и гидравлических потерь.

Р

ρЭЦП = ρбр + gl

l – длина ствола скважины

22. Совмещённый график изменения давлений. Размерная и безразмерная формы. Охарактеризовать несовместимость условий бурения.

Совмещенный график давлений иллюстрирует изменение по глубине скважины давлений гидроразрыва пород, пластовых давлений и давлений столба бурового раствора. График строится на основании горно-геологических условий. При недостатке фактических данных они могут быть получены эмпирическим путем.

Может быть в размерной (плотности) и безразмерной (коэффициенты плотностей) форме.

Под Несовместимостью условий бурения понимается такое их сочетание, когда заданные параметры технологических процессов бурения нижележащего интервала скважины вызовут осложнения в пробуренном вышележащем интервале, если последний не закреплен обсадной колонной.

23.Причины произвольного искривления ствола скважины при бурении.

Описал в следующей части файла.

24.Компоновки низа бурильной колонны, применяемые для предупреждения искривления ствола скважины.

Для предупреждения искривления ствола скважины выделяют следующие типы компоновок:

1.Жесткая КНБК. Основная задача при использовании жестких компоновок - получение минимальной интенсивности искривления ствола скважины при рациональном режиме бурения. Это достигается за счет применения в составе компоновки УБТ максимально возможных наружного диаметра и жесткости, а также рациональным размещением опорноцентрирующих элементов по длины компоновки, ограничивающих ее поперечное перемещение. Жесткие компоновки характеризуются совпадением своей оси с осью скважины благодаря установке рядом с долотом и между УБТ опорно-центрирующих инструментов, препятствующих прогибу. Трубные элементы и увеличивающие их жесткость жесткие компоновки рекомендуется применять при бурении в устойчивых горных породах.

2.Отвесная КНБК. Принцип отвесных компоновок основан на эффекте отвеса, или маятниковом эффекте, и отличается тем, что ось компоновки почти по всей своей длине не совпадает с осью скважины, а эффект отвеса увеличивается с возрастанием зенитного угла скважины - это компоновки применяются при бурении в неустойчивых породах, а также в устойчивых, когда с использованием жесткой компоновки набран максимально допустимый зенитный угол.

3. Гироскопическая компоновка. Эффект гироскопа – способность вращающегося тела сохранять положение оси вращения в пространстве. В роли маховика используются УБТ небольшой длины, которая привинчивается к валу турбобура. Скорость вращения обычно составляет 400-600 об/мин.

25. Причины появления и способы предупреждения образования желобов в стволе скважины.

В процессе бурения бурильные трубы постоянно находятся в растянутом состоянии. При проходке искривленного интервала ствола они стараются принять вертикальное положение, в результате чего создается прижимающая сила, направленная горизонтально, которая способствует тому, что бурильный замок врезается в пласт на дуге участка искривления, вырабатывая новый ствол при спуско-подъемных операциях (СПО) или вращении бурильной колонны. Этот новый ствол называют желобом. Желоб в стенке ствола скважины может образовываться, если разбуриваемый пласт сложен мягкими породами и вес бурильной колонны ниже искривления достаточен для создания прижимающей силы.

Против образования желобов хороший эффект дает бурение с эксцентричным переводником, устанавливаемым над долотом.

Также для предуреждения образования желобов необходимо ограничивать скорость проведения СПО.

26. Охарактеризовать локальные искривления ствола скважины. Причины и способы предупреждения локальных искривлений ствола скважины.

Локальные факторы (например, попадание скважины на очень твердое включение или в карстовую пустоту) оказывают лишь кратковременное, но вместе с тем нередко очень сильное воздействие на забойный инструмент и могут вызвать резкий перегиб ствола скважины. Их проявление носит случайный характер.

При вероятности появления локальных искривлений необходимо отслеживать траекторию ствола и проводить проработки ствола.

27. Причины образования сальников при бурении. Способы предупреждения сальникообразования.

Причины сальникообразования следующие:

недостаточная выносящая способность восходящего потока бурового раствора и резкие изменения его скорости по стволу скважины;

низкое качество бурового раствора, несоответствие его параметров заданным в геологотехническом наряде;

недостаточное количество смазочных добавок в буровом растворе;

плохая очистка бурового раствора;

применение несоответствующих типов долот при бурении в глинистых породах;

неправильный режим бурения и промывок ствола скважины;

нарушение герметичности бурильных труб; низкая ингибирующая способность бурового раствора.

течение пластических глин, слагающих стенки скважины;

наличие резких изменений проходного сечения затрубного пространства.

Способы предупреждения сальникообразования:

-обеспечить соответствие параметров БР проектным значениям (плотность, вязкость, липкость, тиксотропия);

-по возможности применять равнопроходную БК;

-новым долотом проработать призабойную зону 15–20 мин с нагрузкой до 5 т, с отрывом долота от забоя через 10 мин в течение 30–40 мин, а затем нагрузку на долото увеличивают до проектной;

-при посадке БК спуск остановить, ствол проработать и промыть с интенсивной очисткой БР, обработкой его вводом смазывающих добавок;

-установить периодичность отрыва долота от забоя с расхаживанием инструмента на длину ведущей трубы и проворотом инструмента вправо (если позволяет технология бурения);

- перед подъемом БК промыть скважину не менее одного цикла.

28. Прихваты бурильной колонны – основные виды и способы ликвидации; способы определение места прихвата.

Основные виды:

-дифференциальный прихват;

-прихваты вследствие заклинивания БК, ОК в суженной части ствола скважины;

-прихваты заклинивание в желобной выработке;

-прихват вследствие заклинивания посторонними предметами;

-прихваты из-за осыпей и обвалов;

-прихваты вследствие течения пластичных пород;

-прихват вследствие сальникообразования;

-Прихваты вследствие оседания твердой фазы промывочной жидкости

Способы ликвидации:

-расхаживание прихваченной колонны в сочетании с отбивкой ротором и гидровибрированием;

-установка жидкостных ванн;

-встряхивание прихваченного участка взрывом торпед;

-использование ударных механизмов;

-использование гидроимпульсного способа;

-обуривание прихваченного участка колонны;

-развинчивание бурильной колонны и подъем ее по частям;

-использование испытателей пластов.

Способы определения места прихвата:

1.Определение верхней границы прихвата с помощью расчета длины неприхваченной части колонны по упругому удлинению ее под действием растягивающей нагрузки, превышающей собственный вес труб.

= 1,05 ∆

∆

1,05 – коэффициент, учитывающий увеличение жесткости колонны за счет замковых соединений; E – модуль упругости; F – площадь поперечного сечения труб; ∆ – удлинение колонны; ∆ – растягивающее усилие.

2.Определение места прихвата с помощью специальной аппаратуры: прихватоопредлители (принц действия основан на свойстве ферримагнитных материалов намагничиваться и размагничиваться при деформации), индикаторы места прихвата (принцип действия основан на регистрации деформаций колонны труб датчиком, притягиваемым к внутренней поверхности труб многополюсным электромагнитом), акустические цементомеры (регистрируют относительную амплитуду продольной волны (Ак), а также время прохождения продольной волны по породе (Тп).)

29. Бурильные ясы – основные виды и способы применения

В следующей части файла

30. Поглощения бурового и тампонажного растворов. Классификация тяжести поглощений бурового раствора. Основные причины возникновения и признаки поглощения бурового раствора.

Условие поглощения:

РСТ + РГД > РПЛ + РР

РСТ – гидростатическое давление бурового раствора РГД – гидродинамическое давление бурового раствора РПЛ – пластовое давление

РР – гидравлическое сопротивление проникновению бурового раствора в пласт

Причины:

1.Геологические (Литология, Пористость, Проницаемость, Трещиноватость);

2.Технологические (Гидравлическое давление по стволу, Свойства бурового раствора (плотность, вязкость, реология), Гидродинамические процессы в скважине, Гидроразрыв пласта)

Признаки:

1.Уменьшение объёма бурового раствора в приёмных ёмкостях при бурении

2.Увеличение скорости бурения

3.Провалы инструмента при бурении

4.Снижение уровня бурового раствора в скважине в «покое»

5.Уменьшение давления нагнетания бурового раствора за счёт снижения гидравлических сопротивлений в затрубном зазоре

31.Способы, средства и материалы для ликвидации поглощений.

Применение бурового раствора с наполнителем

Намыв наполнителя в пласт

Установка силикатных ванн

Изоляция зоны поглощения профильными перекрывателями

Применение специальных методов бурения: бурение без выхода циркуляции на поверхность бурение на равновесии бурение с продувкой воздухом

бурение с плавающим столбом бурового раствора бурение с применением двух растворов бурение на обсадной колонне

Установка дополнительного хвостовика

32. Основной принцип технологии расширяемых обсадных труб; какие осложнения она помогает ликвидировать?

Профильные перекрыватели применяются для ликвидации высокоинтенсивных поглощений (расширяемые трубы), они представляют собой гофрированные обсадные трубы выполенные из специальной пластичной стали.

Основной принцип технологии: в основе принципа расширения обсадных труб лежит две технологии: одна — гидравлическое расширение профильной части труб, вторая — механическое расширение, в основе которого лежит холодная обработка (т. е. при температуре не выше забойной) стальных труб в стволе скважины до требуемого диаметра.

Область применения:

Нестабильный ствол

Набухающие сланцы

Зоны потери раствора

Зоны с большим давлением

Потенциал прилипания

Высоко посаженная посадка Ликвидация осложнений:

катастрофичные поглощения БР

изолирование разрыва ОК

изолирование полного разрыва ОК

изоляция водопритоков

устранение неудовлетворительного состояния стенок колонны

восстановление продуктивности

крепление неустойчивых пород

Используется для преодоления проблемных зон, таких как неустойчивость стенок скважины, набухающие сланцы, несовместимостью условий бурения по градиентам пластового давления и давления гидроразрыва пласта (зоны поглощения, пласты с АВПД), влияние соленосных формаций или подсолевых пластов.

Перекрывающие устройства используются для изоляции поглощающих горизонтов с интенсивностью более 20–50 м3/ч и коэффициентом поглощающей способности Kпс более

15–25.

33. Причины потери устойчивости бурильной колонны в наклонном и горизонтальном стволе скважины. Способы предупреждения спирального изгиба ствола скважины.

При сжимающей силе, превышающей критическое значение, сжатая часть бурильной колонны теряет продольную устойчивость и принимает форму спирали.

При этом возникают силы трения, которые препятствуют дальнейшему перемещению бурильной колонны и бурение становится невозможным.

34. Закономерности распределения шлама горной породы в сечении вертикальной наклонной и горизонтальной скважины.

35. Способы и устройства очистки ствола горизонтальной скважины от шлама горной породы.

Для улучшения очистки ствола скважины следует применять промывочную жидкость с минимальной водоотдачей; в случае возможности получения турбулентного режима течения с низкими значениями пластической вязкости и динамического напряжения, применяют турбулизаторы потока; в случае ламинарного режима течения применяют промывочную жидкость средней вязкости; повышение соосности бурильной колонны и ствола скважины; вращение бурильной колонны; применение различных методов повышения устойчивости стенок скважины (например, ввод ингибиторов набухания, создание достаточного противодавления на стенки скважины).