Самопроизвольное искривление скважины

Опыт бурения скважин показывает, что скважина всегда в той или иной мере отклоняется от проектной траектории. С точки зрения механики бурильная колонна представляет собой гибкую упругую нить и не может оказать достаточного сопротивления движению породоразрушающего инструмента при бурении по пути наименьшего сопротивления.

Основными являются геологические и технические причины искривления. Геологические причины:

1) неоднородность горных пород по прочностным свойствам;

2) наклонное залегание анизотропных пластов.

Технические причины искривления в начале бурения:

1) плохое центрирование буровой вышки; 2) невертикальность направления;

3) искривленный инструмент, которым забуривается скважина.

По мере углубления скважины продольная жесткость бурильной колонны снижается и сжатая ее часть теряет продольную устойчивость. Это явление всегда имеет место при бурении и служит основной причиной самопроизвольного искривления скважины.

На рис. 7.6, а показана схема скважины 1 с бурильной колонной 2, потерявшей продольную устойчивость. Изгиб колонны вызывает поворот долота и вектора осевой нагрузки на него на угол a, называемый зенитным углом. Если колонна бурильных труб вращается относительно оси скважины, то вместе с ней вращается и вектор и искривления скважины не происходит. Но если колонна не вращается или вращается относительно собственной оси, то происходит искривление скважины. Наибольшее искривление скважин происходит при сложении технических и геологических факторов.

Мероприятия по предупреждению самопроизвольного искривления скважины направлены на увеличение жесткости нижней части колонны, на уменьшение зенитного угла a путем установки центраторов 4 в сечениях ожидаемого наибольшего прогиба колонны (рис. 7.5, б), а также на обеспечение вращения инструментов относительно оси скважины, так как достичь условия

a = 0 практически невозможно. Вероятность самопроизвольного искривления скважин при роторном бурении значительно ниже, чем при бурении с забойными двигателями. При бурении забойными двигателями в качестве профилактики искривления создается медленное вращение бурильной колонны либо за счет реактивного момента двигателя, либо с помощью ротора с частотой около двух об/мин.