Строительство скважин - Осложнения, возникающие при бурении скважин

ОСЛОЖНЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН, И ФУНКЦИИ БУРОВОГО РАСТВОРА

 

 

В практике бурения скважин наиболее часто встречаются ряд осложнений, которые связанные с технологическими и геологическими причинами.

 

1). Наработка большого объем шлама при бурении в рыхлых и слабосвязанных породах, что требует специального подхода к очистке скважины и бурового раствора.

 

2). Снижение или потеря устойчивости глинистых отложений и пород глинистого комплекса, находящихся в обнаженном состоянии в стенках скважины, вследствие нарушения естественного влажностного равновесия при контакте с буровым раствором.

 

3). Возможные обрушения стенок скважины при проходке горных пород сложенных несцементированными песками или тектонически нарушенных трещиноватых пород.

 

4). Поглощения бурового раствора при проходке зон тектонических нарушений и слабо напорных пород коллекторов.

 

5). Возникновение значительных сил сопротивления (трения) при бурении наклонно-направленных скважин.

 

6). Флюидопроявление высокоминерализованных пластовых вод.

 

7). Ухудшение коллекторских свойств продуктивных пластов.

 

Здесь перечислены осложнения, которые наиболее часто встречаются в условиях сооружения скважин компанией ЮКОС.

 

На основе богатого практического опыта накопленного лабораторией буровых растворов факультета геологоразведки и нефтегазодобычи ТПУ известно, что для обеспечения нормальных условий проведения буровых работ и предотвращения перечисленных осложнений при бурении скважин, буровой раствор должен отвечать ряду требованиям и выполнять ниже перечисленные функции.

 

 

Удаление продуктов разрушения из скважины.

Вся выбуренная порода должна эффективно удаляться с забоя и из ствола во избежание переизмельчения шлама и дополнительного износа породоразрушающего инструмента и бурильных труб. Качество очистки забоя зависит от степени турбулизации жидкости в призабойной зоне. Чем она выше, тем лучше и быстрее очищается забой скважины от выбуренной породы. На характер течения жидкости в призабойной зоне скважины существенно влияет частота вращение бурового снаряда, а также конструкция и расположение промывочных окон в породоразрушающем инструменте.

 

Способность бурового раствора, удалять шлам из скважины в отстойник зависит частично от характеристик раствора и частично от скорости циркуляции в кольцевом пространстве между бурильной трубой и стенкой скважины. Когда мощности бурового насоса недостаточно для обеспечения необходимой скорости восходящего потока бурового раствора для эффективного удаления шлама, можно увеличить вязкость раствора, особенно, предел текучести. Однако это приводит к ухудшению условий очистки раствора и росту гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе скважины.

 

Охлаждение породоразрушающего инструмента и бурильных труб

 

В процессе бурения происходит нагрев породоразрушающего инструмента за счет совершаемой на забое механической работы. Буровой раствор, омывая породоразрушающий инструмент, в результате конвекционного обмена отводит тепло. Эффективность охлаждения зависит от расхода бурового раствора, его теплофизических свойств и начальной температуры, а также от размеров и конструктивных особенностей породоразрушающего инструмента.

 

Буровой раствор также охлаждает бурильные трубы, нагревающиеся вследствие трения о стенки скважины.

 

Буровые растворы обладают относительно высокой теплоемкостью, поэтому функция охлаждения выполняется даже при небольших их расходах.