VI.1. ПРИХВАТЫ
VI.1. ПРИХВАТЫ
Прихваты бурильной колонны в скважинах являются одним из наиболее распространенных и тяжелых видов аварий, которые во многих случаях заканчиваются перебуриванием части ствола скважины, или требуют больших затрат времени и средств. По общепринятой классификации различают следующие виды прихватов:
- дифференциальный, от перепада давления; - вследствие сальникообразования; - заклинивание элементов бурильной колонны в стволе скважины: в желобной выработке; в суженной части ствола; посторонними предметами; - из-за осыпей и обвалов стенок скважины; - текучести пластичных горных пород; - вследствие седиментации твердой фазы.
По причинам возникновения все виды прихватов (кроме расклинивания посторонними предметами) можно объединить в две группы:
- Гидростатические прихваты, вызванные нарушением условий возникновения закона Архимеда (отсутствие полной смачиваемой поверхности тела трубы);
- Гидродинамические прихваты, связанные с нарушением нормальной гидродинамики циркуляции бурового раствора в скважине.
Дифференциальный прихват и "заклинивание" инструмента в желобе - результат исчезновения полной смачиваемой поверхности тела трубы промывочной жидкостью, вследствие чего инструмент начинает испытывать воздействие гидростатического давления столба бурового раствора. При дифференциальном прихвате - сила гидростатического давления проявляется лишь частично, так как бурильная колонна будет испытывать еще и воздействие пластового давления со стороны проницаемого пласта. Если гидростатический прихват происходит в непроницаемых отложениях, то величина гидростатического воздействия будет полной и может достигать весьма больших значений. Сила прихвата будет зависеть от площади контакта трубы со стенкой скважины, траектории ствола, величины прижимающего усилия, достаточного для необходимого компрессионного сжатия глинистой корки, свойств бурового раствора, свойств самой корки (проницаемости, статического напряжения сдвига и т.д.), физико-механических свойств породы. В желобных выработках, возникающих на перегибах ствола скважины, основной причиной прихватов является не заклинивание элементов бурильной колонны в желобе, а гидростатический прихват - так как желоба вырабатываются преимущественно в мягких, глинистых породах. Все остальные виды прихватов следует отнести во вторую группу. Причина их возникновения вызвана нарушением нормальной гидродинамики в скважине, которая, в свою очередь, зависит от трех основных факторов:
- физико-механических свойств горных пород слагающих стенки скважины; - свойств бурового раствора; - режима промывки скважины.
Поэтому необходимо, еще на стадии проектирования строительства скважины, с целью предупреждения осложнений и аварий, большое внимание уделить выбору конструкции скважины - исходя не только из графика совмещенных давлений - но и с точки зрения возникновения осложнений ствола в процессе бурения. Для правильного выбора диаметров и глубин спуска обсадных колонн, а значит и длины интервалов бурения из под башмака предыдущей колонны, необходимо руководствоваться временем использования открытого ствола с целью не допущения его осложнения. То есть, проектируя новую скважину, необходимо учитывать скорости проводки интервалов предыдущих скважин и степень осложнения их стволов во времени (интенсивность желобообразования, возникновение нарушений нормальной подвижности инструмента, изменения свойств бурового раствора). Иначе говоря, чтобы правильно спроектировать новую скважину - необходимо тщательно проанализировать все осложнения и аварии при бурении предыдущих скважин, и разработать комплекс мероприятий по их предупреждению в дальнейшем (изменение конструкции, профиля, свойств или типа бурового раствора, режимов бурения, применение новых способов и технологий). Непосредственно в процессе бурения, для уменьшения опасности возникновения осложнений и прихватов должны выполняться следующие мероприятия:
VI.I.I Для уменьшения опасности прихвата от перепада давления:
- геологическая служба обязана прогнозировать и уточнять пластовые давления с максимально возможной точностью и сообщать работникам РИТС (ЦИТС), на буровую уточненные по отношению к проектным интервалы прихватоопасных зон;
- плотность бурового раствора должна подбираться таким образом, чтобы не превышать установленной нормы избыточного давления на пласт, указанной в проекте на бурение скважины;
- конструкция скважины должна по возможности исключать необходимость создания избыточного давления на проницаемые пласты, превышающего установленную норму. В случае, когда избежать этого невозможно в проекте на бурение скважины должны разрабатываться конкретные мероприятия, уменьшающие опасность прихвата;
- химическая обработка бурового раствора должна обеспечивать параметры на поверхности и в забойных условиях в пределах норм установленных проектом;
- в буровой раствор должно быть введено необходимое количество смазывающих добавок и ПАВ;
- при бурении в прихватоопасных зонах должна обеспечиваться высококачественная очистка бурового раствора;
- в КНБК включать УБТ со спиральными канавками. При их отсутствии возможна установка УБТ с центрирующими приспособлениями;
- элементы КНБК, устанавливаемые выше калибратора не должны иметь наварных поясков, острых кромок и других деталей, способствующих нарушению глинистой корки на стенках скважины;
- при бурении скважин в проницаемых породах необходимо принимать меры против резкого изменения зенитного угла и азимута искривления скважины;
- при спуске инструмента перед входом в прихватоопасную зону, в башмаке промежуточной колонны следует произвести проверку аварийного двигателя под нагрузкой, роторной цепи, насосов и т.д. Запрещается входить в прихватоопасную зону при неисправности электрического и другого оборудования;
- при вынужденном нахождении инструмента в прихватоопасной зоне, запрещается оставлять его без движения более 5-10 мин (уточняется технологической службой);
- наиболее прихватоопасной является свежевскрытая часть ствола, где идет интенсивная кольматация стенок скважины и формирование глинистой корки, поэтому следует принимать все меры для сокращения времени неподвижного контакта колонны со стенками скважины в этой зоне;
- перед наращиванием произвести трехкратную проработку на длину ведущей трубы. Причем 1-я проработка со скоростью 1м/мин, а по- следующие 1,5-2,0 м/мин каждая. После этого сразу приступить к наращиванию инструмента. Если проработка сопровождается неис- чезающими затяжками работу прекратить, поднять долото в безо- пасную зону или в обсадную колонну. Дальнейшие работы прово- дить по плану, составленному руководством РИТС или ЦИТС;
- при необходимости подготовки скважины к геофизическим работам разрешается промывка скважины непосредственно на забое при условии постоянного вращения и продольного перемещения инструмента;
- при невозможности произвести отворот ведущей трубы из-за перелива в трубы, производить промывку и выравнивание промывочной жидкости при непрерывном вращении инструмента с подачей 1 м/мин;
- во время наращивания - периодически проворачивать бурильную колонну ротором;
- по окончании бурения поднять долото не менее чем на 15м выше глубины с которой начато бурение данным долотом, промыть скважину в течение времени, необходимого для подъема забойной пачки в безопасную зону или в башмак обсадной колонны (если выход незначительный) поднять туда же долото, промыть скважину в течении цикла с проверкой и выравниванием раствора и приступить к подъему. Безопасной считается зона, в которой отсутствуют проницаемые пропластки и нет необходимости производить срывы инструмента чаще, чем через 15 мин.
- при ремонтных работах продолжительностью до 2-х часов буриль- ная колонна поднимается на 1 свечу выше зоны, пробуренной дан- ным долотом. Если ожидается ремонт или остановка более 2-х часов, бурильная колонна поднимается в безопасную зону или башмак колонны;
- во время вынужденных остановок в прихватоопасной зоне без про- мывки скважины необходимо срывать бурильную колонну на "май- на" через 3 - 10 минут (в зависимости от того, с какой разгрузкой проис- ходят отрывы) с последующим проворотом ее ротором. При этом каждый раз необходимо убедиться, что колонна выбрала свой вес;
- при отсутствии возможности поднять долото от забоя (отказ аварийного двигателя и т.п.) бурильную колонну необходимо разгрузить на забой на вес, соответствующий длине прихватоопасной зоны, плюс 20 м;
- при появлении затяжек в процессе бурения, бурильщик обязан произвести проработку призабойного интервала, как указано выше. Если после этого затяжки не исчезнут, поднять долото в на 15 м выше зоны осложнений, сообщить начальнику буровой или в инженерно-технологическую службу УБР и дальше действовать по их указаниям. Работники инженерно-технологической службы должны лично выехать на скважину для проведения работ;
- при отрыве долота от забоя в процессе бурения запрещается давать натяжку свыше 10 т от веса бурильной колонны на "вира". Если при такой натяжке бурильная колонна не освобождается, необходимо: - сделать разгрузку бурильной колонны на забой на 10-15 т больше нагрузки при бурении; - сделать натяжку до веса, который был при бурении; - попытаться провернуть бурильную колонну ротором; Если бурильная колонна не освобождается, повторить операцию 2-3 раза, каждый раз увеличивая разгрузку на 10 - 15 т (от предыдущей) с последующей натяжкой и проворотом при весе на крюке, который был при бурении. Если бурильная колонна не освободилась, разрешается произвести разгрузку ее на полный вес (если в бурильной колонне нет труб менее 127мм), после чего взять ее на "вира" и попытаться провернуть при весе на крюке, равном весу при бурении. Если в компоновке бурильной колонны присутствуют трубы диаметром 114 мм и менее, величину допустимой разгрузки следует определять по формуле:
где: σтек – наименьший предел текучести бур.труб, [тс]
Если и после этой операции освободить бурильную колонну не удалось, расхаживание с большими нагрузками следует прекратить и оперативно готовить скважину к закачке нефтяной ванны.
|
