Осложнения, определяющие прихваты бурильного инструмента

Под прихватом бурильной колонны понимается невозможность подъема её из скважины при технически допустимых натяжениях или сжатии.

5.1. Заклинивание в желобных выработках. Желоба образуется в местах перегиба искривленного ствола, особенно на лежачей стенке. В поперечном сечении размер желоба равен диаметру замка и имеет форму замочной скважины, а глубина его доходит до нескольких десятков сантиметров. Особенно интенсивно желоба образуется в верхней части сильно искривленных скважин, в мягких породах при роторном способе бурения. Вес бурильной колонны под сильно искривленным участком ствола создает боковое усилие со стороны труб на стенку скважины, в результате чего в этом месте вырабатывается желоб небольшого диаметра, через который трудно проходит инструмент и УБТ. Когда бурильная колонна поднимается или спускается, ее может заклинить в этой замочной скважине, и для извлечения потребуется провести длительные дорогостоящие операции. Если ствол скважины обсажен, то колонна может быть протерта, пока будет буриться нижняя часть ствола. По этим причинам безопаснее набирать кривизну быстро в нижних интервалах ствола. В условиях желобообразования опасность заклинивания возрастает, если диаметр бурильных труб превышает ширину желоба в 1,14-1,2 раза.

Мероприятия по предупреждению желобообразования следующие:

· соответствие интенсивности искривления проходимым породам; введение смазывающих добавок в БР;

· применение эксцентричных переводников, позволяющих выводить инструмент из желоба при вращение колонны;

· соблюдение отношения наружного диаметра спускаемых труб к диаметру желоба не менее 1,35-1,40;

· над УБТ устанавливать противожелобной центратор соответствующего размера;

· при проектировании и бурении вертикальных скважин не допускать изменения зенитного угла более 1° на 100м, а абсолютное значение угла искривления не должно превышать 3-4°;

· зону и проработать интервал до полного исчезновения посадок.

5.2. Осложнения, связанные с разбуриванием хемогенных пород. Соленосные отложения представляют собой комплекс легкоразмывающихся хемогенных и терригенных пород. После перебуривания соленосных отложений под воздействием нескомпенсированных напряжений горная порода стремиться занять устойчивое положение, вследствие чего в приствольной зоне под воздействием горного давления наблюдаются пластические деформации (течение солей), а при наличии хрупких непрочных пород возможны обрушения, обвалы, образование каверн. Наряду с естественными процессами дестабилизации стенок скважин наблюдается и искусственная дестабилизация под воздействием промывочных жидкостей: растворение и размывание стенок скважин. Растворение соли ухудшает качество БР, требуются дополнительные затраты труда и средств на его стабилизацию.

При критической температуре плотность бурового раствора должна быть равна средневзвешенной плотности вышележащих горных пород, что исключит течение солей.

К вскрытым соленосным отложениям в большинстве случаев приурочены интервалы интенсивного кавернообразования. Причиной образования каверн являются растворимость и размыв солей.

Растворимость солей можно уменьшить путем:

• применения нерастворимых сред буровых растворов на нефтяной основе и гидрофобных эмульсий;

• подавления растворимости одной соли другой в соответствии с закономерностями солевого равновесия;

• перенасыщения буровых растворов солью (избыток соли в твердой фазе 5–10%) для исключения возможности растворения пластовой соли в призабойной зоне при более высокой температуре.

С целью уменьшения сужения ствола при разбуривании бишофита необходимо:

1. Соблюдать равенство скоростей пластического течения и растворения этой соли, которое достигается за счет смены типа и изменения плотности БР.

2. Использовать способ бурения скважины «опережающим стволом».

3. Увеличить зазор между диаметрами долот и обсадной колонны на 0,05м по сравнению с принятым.

Для снижения скорости пластического течения солей рекомендуется осуществлять многократные промывки скважины охлажденным раствором, который берётся из запасных ёмкостей, с целью снижения забойной температуры.

5.3. Сальникообразование. Сальники представляют собой смесь вязкой глинистой массы с частицами выбуренной породы, отложенной на колонне бурильных труб, особенно в местах изменения наружного диаметра над долотом, над забойным двигателем, над УБТ, у переводников, замков, калибраторов, центраторов, стабилизаторов, промежуточных опор, протекторов.

Подъем бурильной колонны с сальником может вызвать эффект поршневания, понижение давления под сальником, что служит причиной обвалов, проявлений.

Причинами образования сальников являются: низкое качество БР; низкая скорость, восходящего потока, плохая очистка раствора; наличие толстой глинистой корки на стенках скважины; большая разница в диаметрах элементов бурильной колонны; нарушение герметичности колонны; кавернозность и наличие ступенчатого ствола.

5.4. Прихват под действием перепада давлений. Дифференциальное давление (перепад между гидростатическим и пластовым) прижимает колонну к стенке скважины. Прихват возможен при наличии в разрезе хорошо проницаемых пород с проницаемостью до 600 - 800 миллидарси. Возможные породы: песчаник, трещиноватый известняк, алевролиты.

Другими условиями возникновения дифференциального прихвата являются образование липкой фильтрационной корки на стенке скважины, возникновение механической прижимающей силы в виде нормальной составляющей веса труб в наклонно направленных скважинах и в искривленных участках ствола вертикальных скважин, оставление бурильной колонны без движения на какое-

то время. Существенно влияние продолжительности контакта, проницаемости корки и пласта. Чаще всего затяжки и прихваты возникают вследствие оставления бурильной колонны без движения на 10 – 20 мин, причем последующие быстрые нагрузки (рывки) лишь усугубляют прихват.

5.5. Осыпи, обвалы - происходят при прохождении уплотнённых глин, аргиллитов, глинистых сланцев. В результате смачивания буровым раствором и его фильтратом снижается предел прочности глинистых пород, и происходит осыпание или обрушение в скважину. Обвалы (осыпи) могут произойти также в результате действия тектонических сил, обусловливающих сжатие пород. Горное давление при этом значительно превышает давление со стороны столба БР.

Основная причина обвалообразований - недостаточная прочность горных пород при их обнажении. В естественных условиях залегания горные породы находятся под действием вертикального и бокового давлений (горное давление). Здесь средняя плотность вышележащих пород, - коэффициент бокового распора.

5.6. Набухание глинистых пород. Водная фаза из бурового раствора с высокой реакционной способностью входит в реакцию с глинами в пласте, вызывая набухание

Роль полимеров не ограничивается только функциями ингибитора абсорбции глиной воды и ингибитора ее диспергирования. Они выполняют целый ряд функций: структурообразователя (а при малой концентрации - разжижителя), флокулянта, понизителя водоотдачи и фильтрации, стабилизатора, гидрофобизатора бурильной колонны и другие.

5.7. Зоны с аномально высоким пластовым давлением. Когда пластовое давление выше гидростатического, создаваемого буровым раствором, осыпь образуется около стенки ствола скважины. Если её не удалить из скважины, она может накопиться над КНБК и привести к закупорке ствола скважины.