vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Использование бурильных труб диаметром 168 мм

Применение бурильных труб диаметром 168 мм существенно уменьшает гидравлические потери, что дает возможность увеличить подачу буровых насосов. Однако опыт показывает, что при бурении на 168 мм трубах редка удается обеспечить турбулентный режим течения раствора в кольцевом пространстве глубоких горизонтальных скважин. Необходимо оценить выгоды от увеличения скорости восходящего потока и дополнительных затрат, связанных с заменой бурильной колонны при бурении более глубоких интервалов долотами меньшего диаметра.

ВЫНОС ШЛАМА НА УЧАСТКАХ С ЗЕНИТНЫМИ УГЛАМИ БОЛЕЕ 400

Наиболее эффективная очистка ствола и предотвращение образования шламового осадка имеют место при турбулентном и переходном режимах течения бурового раствора. Для того, чтобы достичь значения критерия Рейнольдса, превышающего 2100, нужно, чтобы буровой раствор имел низкие реологические свойства при скоростях сдвига, характерных для кольцевого пространства. В таком случае обломки выбуренной породы и шламовый осадок будут удаляться из скважины, причем осевший шлам будет перемещаться вверх по стволу в виде отдельных скоплений, по форме напоминающих дюны.

Однако турбулентный режим течения невозможно создать в большинстве скважин диаметром 445 мм (17-1/2”) и в некоторых скважинах диаметром 311 мм (12-1/4”). Это объясняется рядом причин, например, ограничениями, налагаемыми характеристиками оборудования и инструмента: наличием каверн и т.п. В таких случаях приходится мириться с промывкой при ламинарном режиме течения.

•Применяйте максимально возможную производительность буровых насосов, обеспечивающую высокую скорость течения раствора в кольцевом пространстве.

•Оптимизируйте реологические свойства, которые раствор проявляет при малых скоростях сдвига. Для этой цели обработайте РНО специальным модификаторами реологических свойства, а РВО -реагентами типа ХС-биополимера. Такая обработка позволит избежать образования шламовой постели в скважине.

•Высокое начальное статическое напряжение сдвига обеспечивает удержание во взвешенном состоянии обломков породы в периоды спуско-подъемных операций или геофизических измерений в скважине. Желательно, чтобы упрочнение структуры со временем происходило медленно.

•Чтобы очистить скважину от шлама, применяйте механические средства: подъем с промывкой, вращение бурильной колонны, расхаживание, подъем с проработкой при наличии верхнего привода, прокачку порций маловязкой жидкости при турбулентном режиме течения.

Плотность бурового раствора

Плотность бурового раствора влияет на вынос шлама, поскольку она определяет Архимедову силу, действующую на частицы породы. Это положение справедливо как для вертикальных, так и для наклонных скважин. При небольших изменениях плотности скорость потока, необходимая для полной очистки ствола, прямо пропорциональна разности плотностей породы и бурового раствора.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Однако в большинстве случаев выбор плотности бурового раствора предопределен другими факторами. Выбор плотности зависит от величины пластового давления, величины тектонических напряжений, свойств пород. Плотность должна быть достаточной для обеспечения устойчивости пород, предотвращения обвалов при данном угле падения пластов и данной величине зенитного угла. Она не должна быть чрезмерно высокой, чтобы не вызвать гидроразрыва пород.

Очень важно правильно выбрать плотность раствора, чтобы избежать овалов. Если такие осложнения начались, то их трудно ликвидировать.

Тип обломков выбуренной породы

• Большая плотность обломков выбуренной породы затруднит вынос шлама как в вертикальных, так и в наклонных скважинах. На транспортировку обломков влияет также их размер и форма. Труднее всего в вертикальных скважинах транспортировать крупные округлые частицы. В сильно наклонных скважинах форма и размер частиц шлама мало влияют на их вынос, поскольку обломки движутся не по отдельности, а скоплениями.

Вращение бурильной колонны

В наклонных скважинах вращение бурильной колонны способствует разрушению осадка выбуренной породы. Вращающиеся трубы заставляют обломки перемещаться к верхней стенке скважины в область высоких скоростей восходящего потока бурового раствора. Вращение труб также стимулирует течение раствора в узком зазоре между бурильной колонны и нижней стенкой скважины, на которой образовалась шламовая постель. При ориентированном бурении забойным двигателем в наклонной скважине шламовая постель остается непотревоженной. Перед подъемом инструмента бурильную колонну полезно вращать. Промысловый опыт показывает, что вращение бурильной колонны при бурении улучшает очистку ствола скважины.

ПРИПОДНИМАНИЕ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ И ПРОРАБОТКА В ПРОЦЕССЕ ПОДЪЕМА

Для удаления выбуренной породы механическим путем применяются частичные подъемы бурильной колонны с промывкой и проработкой. Этот способ очень эффективен, если буровая установка оснащена верхним приводом.

В случае необходимости при бурении долотами 311 и 216 мм рекомендуется для увеличения подачи раствора использовать вспомогательные насосы.

При появлении любых признаков недостаточной очистки ствола скважины нужно чаще применять частичный подъем бурильной колонны с промывкой и проработкой, увеличить время промывки при наращивании и перед подъемом бурильной колонны для смены долота, увеличив, насколько это возможно подачу насосов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕРЫ ПО ОЧИСТКЕ СТВОЛА ОТ ВЫБУРЕННОЙ ПОРОДЫ

Предотвращение образования шламовой постели

Образование шламовой постели по нижней стенке наклонной скважины можно предотвратить, если буровой раствор обладает хорошо удерживающей способностью. Тем не менее необходимо создавать высокую скорость восходящего потока в затрубном пространстве, ибо невозможно полностью исключить осаждение шлама. У растворов на вод-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ной основе отличная удерживающая способность достигается вводом ХС-биополимера. Для улучшения удерживающей способности растворов на нефтяной основе все основные сервисные фирмы предлагают специальные добавки-модификаторы реологических свойств.

Для определения минимальных реологических свойств, обеспечивающих удержание во взвешенном состоянии обломков породы, можно использовать принцип баланса сил.

(2 х Θз) - Θ6 = ll0 x (pш- p)Dш

Θ6 - показание ротационного вискозиметра Фэнн при частоте вращения n = 6 об/мин

Θ3 - показание вискозиметра при n = 3 об/мин Dш - диаметр частицы шлама, дюйм

pш и р - относительные плотности шлама и бурового раствора соответственно

Например, буровой раствор с относительно плотностью р = 1,4 и дающий показа-

ния вискозиметра Θ6 =21 и Θ3 = 20 фунт./100 кв.фут. будет удерживать во взвешенном состоянии частицы шлама диаметром 0,25 дюйма при относительной плотности породы рш = 2,1.

Прокачка порций смывающей жидкости

Для удаления обломков породы из скважины с зенитными углами менее 30^ следует применять прокачку порций вязкой или утяжеленной смывающей жидкости.

В скважинах с зенитными углами больше 300 лучшим способом удаления шлама является прокачка порций маловязкой смывающей жидкости при турбулентном режиме течения. Для этой цели можно применять воду или углевородородную жидкость - дисперсионную среду раствора на нефтяной основе. Вслед за порцией маловязкой смывающей жидкости нужно немедленно закачивать порцию высоковязкой или утяжеленной жидкости, которая будет выносить из скважины обломки, поднятые со стенки скважины турбулентным потоком предыдущей жидкости, и не позволит обломкам вновь осесть на нижнюю стенку.

Суммарный объем порций легкой углеводородной и вязкой утяжеленной смывающих жидкостей должен быть подобран так, чтобы не происходило изменения эквивалентной плотности, характерной для циркуляции бурового раствора. Заранее следует рассчитать влияние статического давления, легкой жидкости (чтобы не допустить проявлений) и давления утяжеленной жидкости (чтобы избежать гидроразрыва и поглощения).

Если возможно, следует применять смывающую жидкость с наиболее высокой плотностью (2160 кг/м3).

Объем смывающих жидкостей и частота их применения должны быть таковы, чтобы влияние их на основной буровой раствор было бы минимальным. Типичные суммарные объемы легкой и тяжелой смывающих жидкостей составляют: для скважин диа-

метром 445 мм (17-1/2”) - 8-16 м3, а для скважин диаметром 311 мм (12-1/4”) - 4,8-9,5 м3.

Было обнаружено, что маловязкие смывающие жидкости могут неблагополучно влиять на устойчивость скважины. Глинистые сланцы с чешуйчатой структурой, которые залегают под острым углом к оси скважины, могут легко размываться турбулентным потоком жидкости, движущейся с высокой скоростью. При таких условиях необходимо повышать реологические свойства маловязкой смывающей жидкости.