2.3 Влияние технологических факторов на искривление скважин

К технологическим причинам, вызывающим искривление скважины, следует отнести причины, связанные с технологией бурения, включающей способ бурения, типоразмер долота и забойной компоновки, которые выбирают исход из достигнутого уровня техники, технологии и опыта бурения, а также режим бурения.

К группе технологических относятся причины, определяемые непосредственно технологией бурения. Это – основные задаваемые режимные параметры: осевая нагрузка на долото, в меньшей степени частота его вращения и расход бурового раствора. Наибольшие трудности в борьбе с самопроизвольным искривлением скважин встречаются при роторном способе бурения. Вращение бурильной колонны не позволяет отцентрировать ее в стволе скважины, так как центрирующие элементы быстро изнашиваются, и диаметр их уменьшается. Сравнительно легко решаются эти вопросы при бурении забойными двигателями. Но и в этом случае в крутозалегающих анизотропных породах возможно искривление ствола скважины. Переход на реактивно – турбинный способ позволяет практически исключить или свести к минимуму искривление скважин. Таким образом, способ бурения – существенный фактор, влияющий на искривление скважины.

Кривизна нижней части бурильной колонны зависит от стрелы прогиба ее на длине одной полуволны сжатия. Наибольшая возможная стрела прогиба, если пренебречь деформацией стенок скважины под действием реальной нагрузки на них, определяется полуразностью диаметров скважины и низа колонны, а величина длины полуволны сжатия – продольной жесткостью низа колонны и осевой нагрузкой. С увеличением осевой нагрузки и стрелы прогиба, уменьшением жесткости кривизна труб возрастает. Соответственно увеличивается и искривление труб.

Для предупреждения искривления низ колонны центрируют в стволе скважины с помощью различных устройств (центраторов), которые, воспринимая радиальные усилия от бурильной колонны, передают их на стенки скважины. Если бы низ колонны удалось расположить в стволе скважины концентрично без зазоров между трубами и стенками скважины, а последние были бы совершенно недеформируемы, то при отсутствии боковой фрезерующей силы на долоте искривление было бы исключено. Однако в реальных условиях зазоры имеются, стенки скважины деформируются, причем тем больше, чем выше осевая нагрузка. Поэтому низ бурильной колонны искривляется, вызывая искривление ствола скважины.

Часто один и тот же технологический фактор может влиять на искривление в противоположных направлениях. Тогда результирующее влияние будет определяться его преобладающим действием. Так, осевая нагрузка G в ряде случаев может способствовать не увеличению, а снижению искривления. Это может быть при наличии на долоте боковой фрезерующей силы. Влияние осевой нагрузки на искривление в этом случае будет отражаться на механической скорости бурения : если с увеличениемG возрастает , то интенсивность искривления, вызываемого фрезерованием стенок, будет уменьшаться.

Аналогично проявляется влияние частоты вращения долота n, расхода и качества бурового раствора. Если эти параметры режима изменяются и при этом повышается , то в режиме бокового фрезерования они способствуют снижению искривления. Увеличениеn может способствовать и искривлению.

Все эти рассмотренные факторы действуют в реальных условиях бурения совместно, поэтому правильнее говорить о преобладающем влиянии в каждой конкретной ситуации той или иной группы факторов.