Бурение в сложных геологических условиях. Аварии, их предупреждение и ликвидация - Прихваты бурильной колонны обвалившимися неустойчивыми породами.

Прихваты бурильной колонны обвалившимися неустойчивыми породами.

 

Они характерны для интервалов, состоящих из глинистых пород, склонных к осыпям и обвалам, а также к пластическому течению.Из геологических факторов, способствующих потере устойчивости пород, следует отметить наличие в разрезе перемятых, трещиноватых, тектонически нарушенных пород, склонных к быстрому набуханию под действием фильтрата бурового раствора.

Технологические факторы включают:

- низкое качество бурового раствора, прежде всего, большая величина фильтрации;

- несоответствие типа буровогораствора разбуриваемымгорным породам;

- большие колебания давления промывочнойжидкости в открытом стволе скважины, приводящие к поглощениямраствора игидроразрывам пластов, а следовательно и к снижению уровняраствора и уменьшению противодавления на стенкискважины;

- длительное оставление вскрытых малоустойчивыхотложений без крепления их обсадными трубами;

- механическое воздействие замковыхсоединений бурильнойколонны на стенки скважины.

Признаки осыпей следующие:

- вынос во время циркуляции оскольчатогошлама, необработанного вооружением буровых долот;

- посадки и затяжки инструмента, недохождение долота дозабоя из-за накоплении осадка после проведенияспуска колонныи наращиваний;

- некоторое повышение давления нанасосах при углублениискважины и проработках ствола;

- интенсивный рост вязкости и содержаниякусков породы вбуровом растворе.

Обвалы, в отличие от осыпей, имеют более объемный характер. Признаки обвалов таковы:

- резкое повышение давления в нагнетательной линии, сопровождающееся иногда поглощением раствора или потерей циркуляции;

- больной интервал недохождения инструмента дозабоя;

- малая скорость проработки ствола.

Прихват бурильной колонны сальником.

Образование в буровом растворе крупных пластичных кусков бурового глинистого шлама, названных сальниками, происходит при проходке глинистых отложений. Сальники возникают, главным образом, при сдирании со стенок замками колонны толстых рыхлых глинистых корок, отложившихся на высокопроницаемых породах. Образованию сальников способствует загрязненность ствола скважины частицами выбуренной породы при недостаточной скорости восходящего потока жидкости. При этом в зоне работы долота возникает концентрация частиц шлама и слипание их при условии низкой смазывающей способности раствора и значительного содержания в нем твердой фазы. В процессе подъема по стволу масса сальника увеличивается, а скорость подъема падает. Сальники накапливаются в местах увеличения поперечного сечения кольцевого пространства, прилипая к элементам низа бурильной колонны над долотом, выше турбобура, выше УБТ. Прихват колонны сальником возникает чаще всего при подъеме инструмента, когда формируются условия перекрытия затрубного пространства крупными сальниками в местах сужений ствола. Прихват труб может сопровождаться потерей циркуляции.

Признаками появления сальников являются:

- возникновение посадок, инструмента при спуске и затяжек при подъеме;

- уменьшение механической скорости проходки долотом, сохранившим работоспособность всех узлов;

- увеличение крутящего момента при роторном способе бурения:

- повышение давления в нагнетательной линии в процессе проходки и во время промывок;

 - уменьшение веса колонны на крюке при спуске и восстановлении циркуляции;

- обнаружение плотных кусков глины на замках и других элементах бурильной колонны во время ее подъема;

- наличие кусков породы и глинистой корки в желобах и на виброситах.

Прихваты испытателей пластов.

Данный вид прихватов включает прихваты следующих узлов испытателей пластов:

- прихват бурильных труб выше пакера под действием перепада давления вследствие продолжительного оставления труб без движения;

- прихват пакера, не освободившегося при помощи ясса;

- прихват фильтра вследствие "заиливания" при интенсивном притоке пластовых флюидов с частицами слабо сцементированных пород или из-за обвала пород при создании высоких депрессий на пласты.

Систематизация разновидностей прихватов, приведенная выше, не означает, что причиной той или иной аварии может быть только какой-то один из факторов. Как правило, возникновению прихвата может способствовать какой-то один фактор, называемый нами определяющим. В процессе развития прихвата может проявиться действие и других факторов. Например, возник прихват низа бурильной колонны под действием перепада давлений, но из-за ухудшения промывки произошло осаждение частиц шлама с увеличением силы прихвата. Для выбора способа ликвидации прихвата необходимо изучить все обстоятельства, при которых возникла аварийная ситуация.

Прихваты обсадных колонн

Аварии с обсадными трубами занимают значительное место в практике бурения. Наибольшие затраты времени на ликвидациюихвызывают прихваты обсадных колонн. Особенно часто прихваты возникают при бурении на разведочных площадях, месторождениях, в разрезе которых имеются породы, склонные к набуханию, сужению ствола и обвалам. Строительство опорных, параметрических, структурно-поисковых, разведочных скважин на новых площадях ведется при весьма малой информации о горно-геологических условиях бурения. Поэтому конструкции скважин часто нерациональны, буровые растворы не по всем параметрам соответствуют условиям бурения. Вследствие этого породы набухают и обваливаются в процессе углубления скважины.

Основные факторы, способствующие возникновению прихвата обсадных колонн, носят организационно-технический характер:

- нечеткий план работ по спуску колонны, не полностью учитывающий результаты заключительных геофизических исследований и записей в буровом журнале о затяжках и посадках, в т.ч. интервалах сужений ствола, уступах, объеме скважины;

- неудовлетворительная подготовка ствола перед спуском колонны, в т.ч. проработка, промывка и калибровка;

- длительные остановки при спуске, вызванные поломками и неисправностями буровой вышки и ее элементов, оборудования и инструментов для спуско-подъемных операций, контрольно-измерительных приборов;

- отказ от предусмотренных планом промежуточных промывок;

- несовершенная технология бурения ствола под спускаемую обсадную колонну, включая использование бурового раствора низкого качества, малое содержание смазывающих добавок, несоблюдение параметров режима бурения в часто чередующихся по твердости породах, что приводит нередко к резким перегибам ствола скважины.

Помеханизму возникновения прихваты обсадных колонн аналогичны прихватам бурильных колонн, описанным в разделе 2.1.