Файл: Танкибаев, М. А. Желобообразования при бурении скважин.pdf

§ 6. ЦЕНТРИРОВАНИЕ ОБСАДНЫХ КОЛОНН С ЦЕЛЬЮ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОДНОСТОРОННЕГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Центрирование обсадных колонн в скважине с образо­ вавшимся желобом осуществить довольно трудно. Это об­ условлено ориентацией желоба стремиться к вертикали,

диаметр колонны йоб. к меньше ширины желоба ДЬ, трубы попадают в желоб, а при doe.K>A h прижимаются к пере­ ходной зоне от основного ствола в желоб (рис. 36). В обо­ их случаях неизбежно нарушение центровки обсадных труб в скважине и неравномерное распределение цемента за колонной, что приводит к некачественной изоляции от­ дельных горизонтов. Это представляет значительные труд­ ности при цементировании эксплуатационной колонны

в скважине, где разрез представлен многопластовыми неф­ тегазовыми горизонтами, против верхней части которых образовался желоб.

В вертикальных скважинах, при наличии желоба против нефтегазоводоносных горизонтов, центрирование эксплуа­ тационной колонны в определенных условиях возможно осуществить при помощи обычных фонарей. Очевидно, в значительно искривленных вертикальных скважинах, при

наружный диаметр dM меньше глубины желоба Ah. Следо­ вательно, при наличии желоба в скважине, необходимо подходить очень осторожно к центрированию при помощи фонарей. Поэтому максимальное искривление ствола долж­ но иметь ограничение, в пределах которого исключается заклинивание обсадной колонны. Как показала практика на месторождении Жетыбай, при спуске 146 мм обсадных колонн с фонарями в скважины с желобами, образованны­ ми бурильным замками ЗШ—197 мм, заклинивание колон­ ны нс наблюдалось. Известно, что искривление скважины в условиях месторождения Жетыбай не превышает 10—12° Следовательно, при принятой на современном этапе компа­ новке бурового инструмента и диаметре эксплуатационной колонны (d=146 мм) на месторождении Жетыбай, можно рекомендовать центрирование колонны с помощью обычных фонарей. При этом строго должно соблюдаться место уста­ новки фонаря, ибо от этого зависит надежность центриро­ вания колонны. В условиях месторождения Жетыбай про­ дуктивные горизонты представлены, главным образом, песчаниками и алевролитами. Между отдельными продук­ тивными горизонтами чередуются пласты глин, мергелей й аргиллитов. Следовательно, место установки фонаря пред­ определяется физико-химической характеристикой пород в скважине. Известно, что глинистые породы второй группы

ние диаметра скважины усугубляется еще и тем, что, как показали наши исследования, против глинистых пород про­ исходит наиболее интенсивное образование желоба, при прочих других равных условиях. Отсюда возможность цент­ рирования обсадной колонны при наличии желоба в сква­ жине против глинистых пород практически исключается.

ствола за счет налипания глинистой корки. К тому же, бла­ годаря значительной абразивности песчаников и алевроли­ тов, против них, при других равных условиях, образование желоба происходит в меньшей степени, чем против глинис­ тых пород. Иначе, с учетом всех факторов (кавернообразование, желобообразование, сужение ствола) против пород

150

Первой группы песчаников, алевролитов — отклонение в сторону увеличения диаметра ствола скважины от номи­ нального происходит значительно в меньшей степени, чем против глинистых пород, поэтому наиболее благоприятные условия для центрирования обсадной колонны с помощью обычных фонарей создаются против продуктивных горизон­ тов — песчаников и алевролитов.

Таким образом, при осуществлении центрирования об­ садной колонны с помощью обычных фонарей в скважине с Желобом, необходимо их устанавливать против песчаников и алевролитов. При этом в каждом случае количество уста­ навливаемых фонарей обуславливается параметрами обра­ зованного желоба, мощностью продуктивных горизонтов и промежуточных пластов глинистых пород. Уменьшения ко­ личества устанавливаемых фонарей можно добиться путем перехода, при бурении последних интервалов с подошвы продуктивного горизонта, на меньший диаметр (зумпф). В этом случае, центрирование обсадной колонны в ее ниж­ ней части достигается без установки фонарей. В тех случа­ ях, когда эксплуатационные колонны невозможно отцентри­ ровать без расширения желоба, следует перед спуском Колонны желоб нейтрализовать, а надежность цементиров­ ки при увеличении диаметра необходимо обеспечить за счет повышения удельного веса цементного раствора и скорости прокачки и применения буферной жидкости. При значи­ тельном подъеме цемента за эксплуатационной колонной и образовании желоба в верхней части ствола скважины, для обеспечения качественной цементировки следует интервалы Желобообразования перекрыть технической колонной.

§ 7. НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРАНЕНИЮ ЖЕЛОБОВ И ЛИКВИДАЦИИ ИХ ПОСЛЕДСТВИИ

Если, несмотря на предварительно принятые меры, всеТаки будет иметь место образование желоба на стенках ствола скважины, в целях предупреждения тяжелых по­ следствий следует:

а) ориентировочно определить интервалы образования Желоба по проявлениям внешних признаков, изложенных ранее;

б) определить интервалы образования желоба по опи­ санным нами методам обнаружения;

в) по установлению конкретных интервалов образования Желоба, без промедления принять меры по их устранению,

151

для чего при спуске инструмента на очередное долбление, на некотором расстоянии от долота установить один или два расширителя. Конструкция и расстояние установки предопределяются конкретными интервалами наличия желоба;

г) в особых случаях, когда желобообразование имеет значительное развитие и попытка устранения его расшири­ телями не дает соответствующего эффекта, целесообразнее цементирование с последующим перебуриванием или пере­ крытие промежуточной обсадной колонной интервалов с наличием желоба;

д) для нейтрализации желоба применять торпеды; е) обычно в начальной степени образования желобов,

иногда и несколько позже, они себя ничем не проявляют, однако, проявив признаки осложнений однажды, они могут за короткое время перерасти до тяжелых последствий, по­ этому очень важно заметить начавшийся процесс образова­ ния желоба и принять меры по предупреждению его послед­ ствий задолго до первого проявления внешних признаков, по крайней мере, сразу же после таковых;

ж) скважины с желобами определенным образом реаги­ руют, в смысле осложнения, на изменение применяемой компановки бурового инструмента (бурильных замков, УБТ, переводников, турбобуров, расширителей, стабилиза­

ваться разработанными таблицами (9—12), позволяющими выбрать наиболее безопасные варианты компановки буро­ вого инструмента и спускаемых обсадных колонн;

з) в случае обнаружения желоба значительного масшта­ ба и при необходимости спуска колонн, имеющих коэффи­ циент соотношения диаметра муфты с диаметром замка бу­ рильных труб 1 < К < 1,4, не следует спускать проверочное колено во избежание заклиниваний в зоне их перехода;

и) в процессе подъема интрумента, при проявлении при­ знаков затяжки, нельзя допускать перегрузку свыше 5—' 6 тонн, необходимо инструмент сбивать вниз, проворачивая клиновым захватом или другими приспособлениями, поД' нимать очень осторожно до прекращения таковых;

к) обращать особое внимание на липкость и СНС про­ мывочной жидкости, ибо при наличии желоба в стволе скважины вероятность прилипания инструмента к стенкаМ

152

Желоба увеличивается, так как поверхность соприкоснове­ ния бурильных труб с глинистой коркой возрастает;

л) предусмотреть центрирующие фонари, во-первых, для предотвращения попадания обсадных колонн в желоб, вовторых, для обеспечения более высокой скорости восходя­ щего потока в местах расширения из-за желобов и равно­ мерного распределения цементного камня за колонной; количество и расстояние между фонарями зависят от кон­ кретных условий в скважине;

м) при ведении аварийных работ в открытой скважине важно иметь необходимое представление о месте аварии: в основном стволе или желобе. Только после уяснения это­ го комплектовать более безопасную компановку выбранно­ го аварийного инструмента;

н) при обработке материалов промыслово-геофизиче­ ских исследований в скважине вносить поправки на глуби­ ну из-за влияния желобообразования. Особо критически подходить к показаниям микрозондов;

о) опробование необсаженных скважин испытателями Пластов проводить по методу «сверху вниз» в процессе бу­ рения по мере вскрытия продуктивных горизонтов. В этом случае в прилегающих к забою зонах скважины желоба еще не успевают образоваться, поэтому ранее отмеченные осложнения при опробовании механически отпадают [32].

При ликвидации прихвата (заклинивания) бурового Инструмента в желобе, в зависимости от степени осложнен­ ное™, могут дать определенные результаты нижеследую­ щие мероприятия:

а) периодическое басбаширование при очень малых на­ грузках. Возможен случай, когда появится необходимость снова доспустить инструмент на значительную глубину ни­ же интервала прихвата, иногда вплоть до забоя и только Потом поднимать с предосторожностями. В связи с этим при заклинивании инструмента в желобах нельзя допускать сильные затяжки, наоборот, необходимо сбивать инструмент вниз до устранения затяжки;

б) при заклинивании предусмотреть применение гидроДомкратов вибрационного действия;

в) в случае попадания инструмента в желоб и прихвата Из-за оставления на некоторое время, т. е., прилипания, по­ ложительна нефтяная ванна;

г) при заклинивании инструмента в желобах рекоменду­ ется применять кумулятивные торпеды заданного направ­ ления;

153

д) малоэффективен отворот инструмента — лучше то педирование на разрыв колонны труб выше турбобура или другого переходного узла.

§ 8. ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЭВМ НЕКОТОРЫХ ВОПРОСОВ, СВЯЗАННЫХ

С ЖЕЛОБООБРАЗОВАНИЕМ В СКВАЖИНЕ

Установление взаимосвязей между отдельными факто­ рами, обуславливающими образование желоба, получение строгой математической зависимости позволяют исполь­ зование ЭВМ для решения многих научно-практических задач.

Кратко остановимся на методике программирования на ЭВМ при вычислении глубины желоба. Для составления программы в качестве исходной принята формула:

+2 cosaj) ( 1 —2 cos a2) • cos Ар---- -- (cos аг — 2 sin a) (cos a2 4

+2 sln2a2)

при следующих значениях параметров:

к — коэффициент, учитывающий абразивность гор­ ных пород и металла; (2-10_6^ К ^ 6 - 1 0 ~ 6) см3/кгм;

q— вес одного погонного метра бурильных труб с учетом веса замка;

(qi = 30,3; q2= 39,l; q3=45,5) кг/см;

п— количество проходящих замков через рассматри­ ваемое сечение скважины;

(200s£n<370, h= 10);

—удельный вес промывочной жидкости;

(1^ Y p < 2, h= 0,5) г/см3;

Тл — удельный вес материала бурильного инстру­ мента; (Тл =7,85) г/см3;

ф— множитель, учитывающий влияние искривлений ствола скважины;

154

Рис. 37.

155