Файл: Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении.pdf

прилипания бурильных колонн происходят во время нахождения колонн в скважине без движения. При этом состояние резко усу­ губляется отсутствием циркуляции бурового раствора.

Причины простоя колони без движения разнообразны: ремонт вертлюга, привода насосов и лебедки; устранение неправильного наматывания каната на барабан лебедки; скручивание талевой системы из-за неправильной оснастки или большой скорости подъ­ ема пустого элеватора с резким торможением; заклинивание верт­ люга; заклинивание ключа АКБ-ЗМ на трубе; продолжительное время отвинчивания и опускания в шурф ведущей трубы; длитель­ ное время подъема грунтоноски с керном; порыв редукторной и других цепей лебедки и т. д.

Нередко бурильщики оставляют ниже башмака обсадной ко­ лонны небольшую часть бурильной колонны (100—200 м), припод­ нятую высоко над забоем и занимаются ремонтом и другими ра­ ботами внутри буровой, надеясь, что в таких случаях колонна не может быть прихвачена. Многие факты убеждают, что оставление даже небольшой части колонны в открытом стволе скважины без движения приводит к прихвату, казалось бы в невозможных условиях.

Нами приведены наиболее часто повторяющиеся причины ос­

в продуктивных горизонтах, особенно в газовых. Как известно, газ обладает вязкостью почти в 10 000 раз меньшей, чем нефть, а сле­ довательно, и значительной подвижностью по сравнению с нефтью. При вскрытии продуктивного горизонта в одинаковых условиях газ быстрее нефти оттесняется в пласт и эффект прилипания бу­ рильной колонны наступает значительно быстрее. Исследования

во время бурения до продуктивного горизонта, может и не быть, если в разрезе нет пористых и проницаемых коллекторов. Известно много случаев, когда продолжительные простои бурильной колонны без движения над продуктивным горизонтом не приводили к при­ хватам, а при вскрытии его остановка на 5—10 мин приводила

кприхвату.

Взоне продуктивного горизонта с хорошей пористостью и про­ ницаемостью происходит движение жидкости в пласт, что создает благоприятные условия для прижатия колонны под действием перепада давления. Установлено также, что прихваты в продук­

40

Наибольшее число прихватов происходит в начальный период вскрытия продуктивных пластов, где даже малейшее оставление бурильной колонны без движения (на 5—10 мин) приводит к при­ хвату. Это возможно связано с интенсивной фильтрацией буро­ вого раствора во вновь вскрытые коллекторы. С течением времени число прихватов при непродолжительных простоях становится меньше. Характерно также и то, что с увеличением мощности про­ дуктивных пластов число прихватов растет. Это можно объяснить увеличивающейся площадью контакта колонны с проницаемыми участками ствола скважины и трудностями поддержания его в состоянии, исключающем прихват (исключить набор кривизны, изменения азимута и т. д.).

Анализ распределения прихватов в зависимости от дебитов скважин показывает, что в скважинах, где в последующем были большие дебиты в процессе бурения было и много прихватов. Сле­ довательно, на месторождениях, где имеются аномальные давле­ ния, возможность возникновения прихватов увеличивается. Число аварий было больше также в случаях, когда в продуктивном гори­ зонте бурили без вращения колонны. Там, где бурение велось ро­ торным способом или турбинным, но с медленным непрерывным вращением колонны с турбобуром, прихватов в продуктивном го­ ризонте при бурении не было. Кроме того, число прихватов во всех случаях растет с увеличением водоотдачи буровых растворов.

Значительное число прихватов происходит из-за осыпей, об­ валов и выпучивания вскрытых пород. До настоящего времени не созданы буровые растворы, исключающие полностью, образование осыпей, выпучивание пород и т. д. Часто от воздействия растворов и других факторов нарушается устойчивость стенок скважины, образуются каверны, места сужения. Осыпающаяся порода скап­ ливается в стволе, образуя висячие пробки над забоем. Прекраще­

и строгим регулированием параметров раствора для получения определенных структурно-механических и фильтрационных свойств. Однако во многих случаях это не помогает.

Характерно, что бурение в осложненных условиях сопровож­ дается повышением давления циркулирующего бурового раствора. Это часто приводит к разрыву диафрагм, следствием чего явля­ ется вынужденное прекращение циркуляции. После замены пре­ дохранителя циркуляция, как правило, не восстанавливается. Если в процессе смены диафрагмы непрерывно не расхаживали бурильную колонну, то прихват почти неминуем.

Одной из причин осложнений подобного вида в скважинах является неправильный выбор конструкции скважины, т. е. ствол

41

скважины не успевают обсадить колонной до начала интенсивного проявления зон осложнений. Во многих случаях желание сэконо­ мить металл приводит к возникновению осложнений и прихватов. В других случаях обвалы стенок скважины происходят вследствие снижения давления бурового раствора на стенки скважины ввиду поглощений, а иногда и из-за несвоевременного долива скважины.

Единичными случаями прихватов бурильной колонны являются обвалы породы при работе испытателем пластов. Большой перепад давления приводит к значительным перетокам жидкости из затрубного пространства в трубы и увлечению потоком неустойчи­ вых пород. Снижение давления под пакером приводит к движению неустойчивых пород.

Еще часто встречаются прихваты колонн вследствие образова­

раствора и находящейся в нем породы. Последняя, скапливаясь, слипается в крупные комки все большего и большего размера, которые затем прилипают к элементам бурильной колонны, к до­ лоту или к турбобуру. При этом уменьшается площадь сечения

Быстрому образованию сальников способствуют:

1)небольшая скорость восходящего потока бурового раствора при малой производительности насосов (работа одним насосом, работа с промытой задвижкой на выкиде в приемные амбары), ввиду наличия больших каверн; в связи с применением бурильных труб с размытыми замковыми и трубными резьбами, а также при наличии в скважине ступенчатого ствола;

2)наличие в стволе рыхлой и толстой глинистой корки, а так­ же большого количества шлама;

3)плохая очистка бурового раствора, выходящего из сква­

жины;

4) продолжительная промывка скважины при низкой произво­

к образованию сальников, признаками которых являются рост давления циркулирующего бурового раствора, увеличение враща­

муфт и снижение проходки.

На буровых предприятиях сравнительно много прихватов про­ исходит вследствие заклинивания бурильной колонны предметами,

42

упавшими с поверхности или находящимися в стволе скважины, в результате предыдущих аварий. Причинами таких аварий прежде всего является неосторожность работы с различными инструмен­

исключающих попадание посторонних предметов в кольцевое про­ странство. Другой причиной является работа над устьем незакры­ той скважины. Неполное удаление оставленных предметов в сква­

Отмечено много случаев заклинивания бурильных колонн в же­ лобах. Последние образуются в породах различной твердости. Факторами способствующими образованию желобов являются:

—продолжительность работы в скважине;

—твердость разбуриваемых пород;

—кривизна скважины и частота изменения азимута ствола скважины;

—диаметр бурильной колонны;

—количество произведенных спуско-подъемов и их длитель­

ность;

—вес 1 м бурильной колонны и площадь контакта бурильной колонны со стенками скважины.

Наиболее часто желоба образуются при проходке наклонных и сильно искривленных скважин с большим выходом из-под баш­ мака обсадной колонны и при бурении в мягких породах. Желоба могут образоваться на нижней и на верхней стороне и боковых стенках ствола скважины. Признаками образования желоба явля­ ются частое заклинивание труб с небольшими паузами, посадка колонны при спуске, случаи легко ликвидируемых прихватов бу­ рильных колонн, вынужденные частые проработки ствола сква­ жины в местах затяжек. При возникновении указанных признаков показания профилемера, как правило, подтверждают наличие желоба.

Желоба затрудняют циркуляцию бурового раствора, способ­ ствуют накоплению в зоне их нахождения частиц шлама из-за снижения скорости движения раствора и приводят к прихватам бурильных колонн.

43