Желоб в бурении что это

Желоб в бурении что это

Первый Буровой Портал запись закреплена

Желобообразование может происходить при прохождении любых пород, кроме очень крепких. Основные причины желобообразования − большие углы перегиба ствола скважины, большая масса единицы длины бурильной колонны, большая площадь контакта бурильных труб с горной породой. Особенно часто желоба вырабатываются при проводке искривленных и наклонно направленных скважин. Характерные признаки образования в скважине желоба − проработки, посадки, затяжки, прихваты, а также заклинивание бурильных и обсадных труб. Опыт бурения показал, что желобообразование происходит не сразу, а постепенно с ростом числа рейсов бурильного инструмента. Установлено, что образование желобов при использовании утяжеленного бурового раствора характеризуется меньшей интенсивностью, чем в процессе применения необработанного раствора. В условиях желобообразования опасность заклинивания возрастает, если диаметр бурильных труб превышает ширину желоба в 1,14−1,2 раза.

Основными мерами предупреждения и ликвидации желобообразования являются:

1. использование при бурении вертикальных скважин такой компоновки бурильной колонны, при которой искривление скважин сводится к минимуму. Недопущение различных азимутальных изменений;

2. стремление к максимальной проходке на долото; там, где целесообразно, переход на бурение алмазными долотами;

3. использование предохранительных резиновых колец; при прохождении уплотненных глин, аргиллитов, глинистых сланцев в целях предупреждения желобообразования, которое может предшествовать обвалам (осыпям), соблюдение всех рекомендаций, перечисленных как меры предупреждения осыпей и обвалов.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Образование желобов происходит при проведении спуско-подъ-емных работ и расхаживании бурового инструмента. При этом торцовые части соединительных элементов колонн бурильных труб ( муфты и замки) прорабатывают в породе продольную желоб-ную выработку. В зависимости от конкретных условий такая выработка может формироваться на стороне как лежачего, так и висячего бока ствола скважины. [1]

Образование желоба на шлифуемом кольце происходит за счет вращательного и качательного движении кольца и вращательного и поступательного ( подача) движений шлифовального круга. [2]

Образование желоба на шлифуемом кольце происходит за счет вращательного и качательного движений кольца и вращательного и поступательного ( подача) движений шлифовального круга. Шлифование ведется бесцентровым методом. Шлифуемое кольцо устанавливается на неподвижные жесткие опоры-башмаки, при помощи которых оно базируется по наружному диаметру в радиальном направлении относительно шпинделей бабки изделия и шлифовального круга. Кольцо вращается при помощи магнитного патрона, установленного на конце шпинделя бабки изделия. [3]

Образование желоба на шлифуемом кольце происходит за счет вращательного и поступательного ( подача) движений шлифовального крута. [4]

Образование желоба на шлифуемом кольце происходит за счет вращательного и качатсльного движений кольца и вращательного и поступательного ( подача) движений шлифовального круга. [5]

Так как образования желобов в скважине предупредить нельзя, необходимо при бурильного инструмента избегать применения в нижней колонны труб, замков, удлинителей, переводников, диаметр которых больше диаметра основной части инструмента. [8]

Должно быть исключено образование желобов в искривленных интервалах ствола скважины. [11]

Должно быть исключено образование желобов в искривленных интервалах ствола скважины. [14]

Наиболее тяжелыми последствиями образования желобов являются прихваты бурильного инструмента, посадка и недопуск обсадных колонн. [15]

Источник

Обвалообразования, осыпи стенок и сужение ствола скважины в процессе бурения

Понятие осыпей и обвалов, основные причины, признаки, меры предупреждения. Борьба с кавернами и правила их обнаружения. Желобообразование: сущность, распространенность и мероприятия по борьбе на различных стадиях проектирования и установки желобов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обвалообразования, осыпи стенок и сужение ствола скважины в процессе бурения

осыпь обвал желобообразование каверн

В результате увлажнения циркуляционной жидкостью или ее фильтратом снижается предел прочности породы (глины, аргиллиты, глинистая слюда) и ведет к ее разрушению. Так же этому процессу может способствовать набухание. Проникновение свободной воды, которая содержится в большом количестве в БР, в пласт, затем набухание (глины, аргиллиты, глинистая слюда) и последует обрушение. Осыпи могут происходить в результате механического воздействия БИ. Так же могут привести тектонические силы, обуславливающих сжатие пород.

Осыпи и обвалы во времени приводят к образованию на стенке скважины каверн. Т.е. в процессе бурения неустойчивые породы вследствие набухания, трения могут вываливаться и на стенках скважины, образуются каверны, они могут достигать по диаметру 2-3 стволов скважины и по мощности несколько десятков и сотен метров. Наличие каверн увеличивает объем ствола скважины, при циркуляции БР в кавернах образуются застойные зоны, где может скапливаться шлам. В наклонных скважинах каверна может стать причиной поломки инструмента, вследствие вставания в нее долота. При цементировании обсадных колонн в кавернах происходит смешение бурового и тампонажного раствора, что снижает качество цементирования.

Признаки осыпей и обвалов:

1) резкое повышение давления на выкиде БН;

2) обильный вынос кусков породы;

3) интенсивное кернообразование;

4) недохождение БК до забоя без промывки и проработки;

5) Затяжки и прихват БК.

Профилактика осыпей и обвалов:

2) правильная организация работ, обеспечивающая высокие скорости бурения;

3) спуск БК плавно, без резких торможений;

4) не допущение значительных колебаний плотности БР;

Борьба с кавернами:

Обнаруживают каверны профилемерами (больше лап и точек, чем у каверномера) или каверномерами. Если каверны не дают бурить или есть опасность снижения качества зацементированных обсадных колонн, то их ликвидируют путем установки напротив них цементных мостов и последующего разбуривания, но со временем эти мосты стареют и разваливаются, т.е. это не всегда помогает.

Происходит преимущественно в мягких, рыхлых, не плотных породах, характерен для наклонно направленных скважин (-это скважина имеющая такой профиль, т.е. забуриваем с одной точки земной поверхности можно попасть в точку забоя, находящуюся на каком-то, от нее расстоянии). желоба, как правило нарабатываются в местах перегиба профиля ствола скважины, т.е. где большие углы перегиба, вырабатываются из-за того, что бурильный инструмент трется о нижележащую стенку скважины и при движении вверх и вниз нарабатывает желоб, главную роль играет площадь контакта БТ с породой и масса единицы длины буровой колонны.

Желоба обнаруживаются посадками и затяжками БИ. В них имеются застойные зоны, где не выносится шлам, при цементировании имеются так же участки смешения БР и ТР, а в процессе бурения постоянно провоцируют аварию, т.к. диаметр бурильного инструмента намного меньше замков или муфт и при попадании муфт в желоба, постоянно инструмент имеет посадку или затяжку. Обнаруживается много точечными профилемерами.

1. На стадии проектирования необходимо как можно меньшие темпы снижения и падения кривизны, называется темпом набора кривизны, измеряется градус/10 метров.

2. Ликвидируются проработкой, т.е. места, где обнаружены желоба неоднократно прорабатываются с целью разрушения узких выработок в скважине, по телу БТ.

3. Установка против желобов цементных мостов и последующее разбуривания их;

4. Взрывы напротив желобов с целью разрушения ствола вместе с желобом.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Проектирование разведочной скважины. Проработка целевого задания и геологических условий бурения. Выбор и обоснование способа бурения, конструкции скважины, бурового оборудования. Мероприятия по повышению выхода керна. Меры борьбы с искривлением скважин.

курсовая работа [52,4 K], добавлен 07.02.2010

Виды скважин, способы добычи нефти и газа. Вскрытие пласта в процессе бурения. Причины перехода газонефтепроявлений в открытые фонтаны. Общие работы по ремонту скважин. Обследование и подготовка ствола скважины. Смена электрического центробежного насоса.

учебное пособие [1,1 M], добавлен 24.03.2011

Особенности породоразрущающего инструмента при бурении наклонно направленных скважин. Общая характеристика породоразрущающих долот (шарочные и лопастные, алмазные и фрезерные буровые), их устройство и степень фрезерования стенок ствола скважины.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.06.2011

Геологические условия бурения. Расчет плотности растворов. Выбор конструкции скважины и способа бурения, гидравлической программы бурения скважины. Выбор типа промывочной жидкости. Расчет обсадных колонн на прочность. Характеристика бурильной установки.

курсовая работа [74,5 K], добавлен 20.01.2016

Особенности процесса бурения скважины, шпура или шахтного ствола. Использование бурильных машин и механизмов для выполнения технологических операций, связанных с проводкой скважины. Безопасность условий труда во время эксплуатации буровой установки.

контрольная работа [25,6 K], добавлен 12.02.2013

Источник

Лекция 4. ЖЕЛОБО- И КАВЕРНООБРАЗОВАНИЯ В СТОЛЕ СКВАЖИНЫ

Желобообразование — это процесс одностороннего продольного кавернообразования в стенке открытого ствола скважины. При этом образуется каверна особой формы — в виде замочной скважины (желобообразного овала). Осложнения этого вида наиболее харак­терны для искривленных и имеющих значительный прогиб участ­ков скважин. Желоба могут образовываться при бурении в мяг­ких породах в случае отклонения оси скважины от вертикали на 2—3°. При желобообразовании возникает опасность попадания колонны бурильных труб в суженную часть выработок и ее за­клинивания, часто приводящего к обрыву бурильных труб.

Скопления рыхлого материала в стволе скважины также возникают при его обвале со стенок. Опасность прихвата при обвалах даже выше, ввиду их неожиданности. Обвалы связанны с наличием пластов глинистых пород, особенно если ими сложены крутозалегающие и трещиноватые пласты.Такие породы (глины, аргиллиты, глинистые сланцы) впитывают воду из бурового раствора, набухают и приобретают способность к скольжению и обрушению в скважину. Если обрушения происходят сразу, – то это обвалы, если же они продолжаются в течение длительного времени и мелкими порциями, то они называются осыпями. На месте обвалов или осыпей образуются расширения ствола скважины называемые кавернами

При бурении скважин довольно часто наблюдается случаи потери циркуляционной бурового раствора.

Уход бурового раствора в пласт в объеме, превышающем естественную убыль раствора в процессе бурения скважины, называют поглощением бурового раствора.

Потери бурового раствора при строительстве скважин – один из наиболее тяжелых и распространенных видов осложнений, требующих значительных затрат времени и средств на их ликвидацию.

По мимо потери раствора и сдерживание углубление скважины, поглощение способствует возникновению таких осложнений, как водо-,нефте- и газопроявления, осыпания, обвалы пород, сужение ствола скважины, которые, в свою очередь, ведут к тяжелым авариям – открытым фонтанам, прихватам колоны труб, смятию обсадных колонн и тд.

Поглощение может произойти только в том случае, если давление в столба раствора в скважине превысит предельное давление в пласте, и он начнет принимать раствор.

По интенсивности поглощения подразделяют на частичные – без потери циркуляции бурового раствора; полные – циркуляция бурового раствора отсутствует, но уровень жидкости находится у устья скважины; катастрофические – уровень бурового раствора устанавливается ниже устья скважины.

Заклинка в возникающих на стенках скважины желобах –это еще один вид прихвата, который также случается при подъеме бурильной колонны (рис. 4.1)

Рис. 4.1. Желобообразование в стволе скважины

1 – стенка скважины; 2 – бурильная труба; 3 – соединение; 4 – УБТ или колонковая труба; 5 – желоб

Желобообразование происходит при наличии значительных искривлений ствола скважины в интервалах, сложенных мягкими и средними породами. Во время подъема силой натяжения бурильная колонна 2 прижимается к стенке скважины 1 – ее висячему боку. Соединения 3 соскабливают материал, образуя желоб 5, в который погружается бурильная колонна. При каждом подъеме этот желоб становится глубже.

Колонна УБТ по своему диаметру обычно значительно превосходит диаметр замка и по этой причине попасть в желоб не может. Поэтому прихваты в желобах чаще всего имеют место в случаях, когда в бурильную колонну включают элементы, диаметр которых превышает диаметр пропиливших желоб соединений на относительно небольшую величину. Это может быть какой-либо новый (ранее не включавшийся) переводник. Иногда заклинка в желобе происходит при замене бурильной колонны на другую, большего диаметра (например 50 мм на 63.5 мм).

Образование желобов происходит при проведении спуско-подъемных работ и расхаживании бурового инструмента. При этом торцовые части соединительных элементов колонн бурильных труб (муфты и замки) прорабатывают в породе продольную желобную выработку. В зависимости от конкретных условий такая вы­работка может формироваться на стороне как лежачего, так и висячего бока ствола скважины. Ширина ее зависит от наруж­ного диаметра используемых соединительных элементов (муфт, замков).

К геологическим причинам желобообразования можно отнести наличие в разрезе пород осадочного комплекса (глины, аргиллиты, сланцы, мергели, алевролиты и т. д.), а также отложения солей. Замечено, что глубина желоба в глинах и глиносодержащих поро­дах, как правило, больше, чем в песчаниках и алевролитах. Про­цесс желобообразования не зависит от глубины скважины. Опас­ность желобообразования возрастает в породах, перемежающихся по твердости. Объясняется это ростом интенсивности искривления скважин.

К технологическим причинам желобообразования следует от­нести: недопустимо интенсивное искривление ствола скважины, об­разование перегибов, разнонаправленность искусственного искрив­ления.

На образование желобов оказывают влияние использование из­ношенного породоразрушающего инструмента, а также мероприя­тия, приводящие к росту числа спуско-подъемных инструментов, его расхождений, применение технологии, не обеспечивающей под­держание целостности ствола скважины в процессе ее углубки и проведении СПО, несоответствие конкретным условиям режима промывки, свойств промывочной жидкости, вибрации колонны бурильных труб и др.

Организационные причины образования желобов — проектиро­вание заложения искривленных участков скважин в породах, склонных к кавернообразованию, а также использование при бу­рении изогнутых бурильных труб.

Развитие желобов в стволе скважины весьма опасно в связи с возможностью возникновения осложнений в виде прихвата (за­тяжки, заклинивания, посадки) бурового инструмента, повышен­ного загрязнения ствола* скважины шламом разбуренных пород из-за ухудшения условий его выноса из скважины (накопления шлама в застойных зонах), ошибок при тампонировании, вызван­ных неправильной оценкой объема ствола скважины.

1. Снижение числа циклов СПО в резуль­тате применения технологии, обеспечивающей увеличение про­ходки на коронку, долото. В зонах, опасных по желобообразованию, следует избегать ограничений на длину рейса.

2. Необходимо применять гладкоствольные бурильные трубы, исключать при воз­можности искривление скважин в условиях, благоприятных для развития осложнения.

3. При искусственном искривлении не сле­дует допускать резких перегибов оси скважины.

При бурении на нефть и газ замечено, что если степень пере­гиба ствола скважины

Желобообразование предупреждается при работе с буровым инструментом, оснащенным набором расширителей, в некоторых случаях— протекторами.

При проектировании и бурении наклонно направленных сква­жин необходимо стремиться к плавному изменению трассы сква­жины, избегать разнонаправленности плоскостей искривления скважины. В интервалах пород, склонных к желобообразованию, следует проектировать вертикальные скважины вместо наклонных.

При разработке конструкции скважины рекомендуется преду­сматривать закрепление интервала, опасного по интенсивности желобообразования, обсадными трубами.

Недопустимы натяжения и попытки извлечения бурового инст­румента, попавшего в желоб. Не дает положительных результатов в этом случае и изменение параметров промывочной жидкости.

Методы ликвидации желобов. Эти методы сводятся в основном к разрушению желобных выработок путем разбуривания и взрыв­ными работами.

Для разрушения желобных выработок используют, как отме­чалось, расширители. В мягких и средней твердости породах ис­пользуются четырехлопастные расширители, в более твердых по­родах— расширители шарошечного типа. В практике бурения неф­тяных скважин применяется следующий набор для разбуривания: пикообразное долото, диаметр которого выбирается меньше диа­метра ствола скважины; УБТ; четырехлопастной спиральный цент-ратор с диаметром в 1,1 —1,25 раза больше ширины желоба, но меньше номинального диаметра ствола скважины; бурильная труба; еще один специальный расширитель и колонна бурильных труб.

Процесс разрушения желоба оценивают по объему и форме выносимого из скважины шлама, а также по крутящему моменту. Разбуривание желоба ведется до полного его исчезновения.

В отдельных случаях освободить заклиненную колонну буриль­ных труб в желобной выработке удается путем нажатия на нее или, более эффективно, нанесением ударов, направленных вниз.

Признаки наличия желобовчастично совпадают с признаками сальникообразования. При подъеме бурового инструмента также наблюдаются затяжки. Однако содержание твердых частиц в буровом растворе остается в рамках нормы, и вынос на поверхность крупных кусков глины отсутствует. Данные инклинометрии свидетельствуют о значительном искривлении ствола скважины. При прихватах в желобах циркуляция промывочной жидкости сохраняется.

При появлении признаков желобообразования скорость подъема в пределах опасных интервалов снижают. При нарастании затяжек подъем прекращают, инструмент приспускают вниз и затем осторожно поднимают вновь. Если затяжка возникает снова, то подсоединяют ведущую трубу и продолжают подъем с вращением и промывкой.

Картина, сходная с желобообразованием, возникает при прихвате в интервалах пучащихся пород (обычно глинистых). Разбухая под влиянием впитываемого фильтрата бурового раствора, такие породы сужают сечение ствола скважины. При спуске узкий участок преодолевают с вращением и промывкой, однако в дальнейшем за время бурения стенки скважины сужаются снова, и при подъеме призабойная компоновка бурильной колонны может оказаться прихваченной.

Рис. 4.2 Сечение скважины при прихвате бурильной колонны фильтрационной коркой

1 – проницаемая порода; 2 – фильтрационная корка; 3 – соединение бурильных труб; 4 бурильная труба

Основное отличие заклинки в пучащихся породах от заклинки в желобах состоит в том, что появление суженных участков не связано с повышенной кривизной ствола. Циркуляция при прихватах в сужениях отсутствует.

Скопления рыхлого материала в стволе скважины также возникают при его обвале со стенок. Опасность прихвата при обвалах даже выше, ввиду их неожиданности. Обвалы связанны с наличием пластов глинистых пород, особенно если ими сложены крутозалегающие и трещиноватые пласты.Такие породы (глины, аргиллиты, глинистые сланцы) впитывают воду из бурового раствора, набухают и приобретают способность к скольжению и обрушению в скважину. Если обрушения происходят сразу, – то это обвалы, если же они продолжаются в течение длительного времени и мелкими порциями, то они называются осыпями. На месте обвалов или осыпей образуются расширения ствола скважины называемые кавернами (рис. 4.2)

На рисунке показано, что при прохождении через каверну (диаметр которой иногда превышает 1 м), скорость восходящего потока жидкости многократно уменьшается. Так-как вынос шлама тем больше, чем больше скорость потока, то в каверне шлам практически перестает выноситься и происходит его накопление. Смешанный с глинистым раствором шлам образует сальник.Сальникообразованию способствует высокая вязкость глинистого раствора и липкость его корки.

Вначале сальник образуется в периферийной части каверны, но постепенно он увеличивается в объеме и сходится к центру. Вращение бурильных труб приводит к уплотнению сальника, его материал сползает вниз и перекрывает проход. Сальник затрудняет прохождение бурильной колонны, создавая “посадки” (уменьшение показаний индикатора веса) при спуске и “затяжки” (рост показаний) при подъеме. Если процесс нарастания сальника не прекратить, то в конечном итоге затяжки и посадки приводят к прихвату в сальнике во время спускоподъемных операций. При таких прихватах циркуляция промывочной жидкости обычно невозможна.

Рекомендуемая литература: Осн. 1.с. 238-245

1) Причины возникновения желобов

2) Процесс возникновения каверн

3) Геологические причины возникновения желобов

4) Технологические причины желбообразования

Источник

Лекция 8. Желобообразование в стволе скважины

Желобообразование — это процесс одностороннего продольного кавернообразования в стенке открытого ствола скважины. При этом образуется каверна особой формы — в виде замочной скважины (желобообразного овала). Осложнения этого вида наиболее харак­терны для искривленных и имеющих значительный прогиб участ­ков скважин. Желоба могут образовываться при бурении в мяг­ких породах в случае отклонения оси скважины от вертикали на 2—3°. При желобообразовании возникает опасность попадания колонны бурильных труб в суженную часть выработок и ее за­клинивания, часто приводящего к обрыву бурильных труб.

Скопления рыхлого материала в стволе скважины также возникают при его обвале со стенок. Опасность прихвата при обвалах даже выше, ввиду их неожиданности. Обвалы связанны с наличием пластов глинистых пород, особенно если ими сложены крутозалегающие и трещиноватые пласты.Такие породы (глины, аргиллиты, глинистые сланцы) впитывают воду из бурового раствора, набухают и приобретают способность к скольжению и обрушению в скважину. Если обрушения происходят сразу, – то это обвалы, если же они продолжаются в течение длительного времени и мелкими порциями, то они называются осыпями. На месте обвалов или осыпей образуются расширения ствола скважины называемые кавернами

При бурении скважин довольно часто наблюдается случаи потери циркуляционной бурового раствора.

Уход бурового раствора в пласт в объеме, превышающем естественную убыль раствора в процессе бурения скважины, называют поглощением бурового раствора.

Потери бурового раствора при строительстве скважин – один из наиболее тяжелых и распространенных видов осложнений, требующих значительных затрат времени и средств на их ликвидацию.

По мимо потери раствора и сдерживание углубление скважины, поглощение способствует возникновению таких осложнений, как водо-,нефте- и газопроявления, осыпания, обвалы пород, сужение ствола скважины, которые, в свою очередь, ведут к тяжелым авариям – открытым фонтанам, прихватам колоны труб, смятию обсадных колонн и тд.

Поглощение может произойти только в том случае, если давление в столба раствора в скважине превысит предельное давление в пласте, и он начнет принимать раствор.

По интенсивности поглощения подразделяют на частичные – без потери циркуляции бурового раствора; полные – циркуляция бурового раствора отсутствует, но уровень жидкости находится у устья скважины; катастрофические – уровень бурового раствора устанавливается ниже устья скважины.

Заклинка в возникающих на стенках скважины желобах –это еще один вид прихвата, который также случается при подъеме бурильной колонны (рис. 3)

Рисунок 3 – Желобообразование в стволе скважины

1 – стенка скважины; 2 – бурильная труба; 3 – соединение; 4 – УБТ или колонковая труба; 5 – желоб

Желобообразование происходит при наличии значительных искривлений ствола скважины в интервалах, сложенных мягкими и средними породами. Во время подъема силой натяжения бурильная колонна 2 прижимается к стенке скважины 1 – ее висячему боку. Соединения 3 соскабливают материал, образуя желоб 5, в который погружается бурильная колонна. При каждом подъеме этот желоб становится глубже.

Колонна УБТ по своему диаметру обычно значительно превосходит диаметр замка и по этой причине попасть в желоб не может. Поэтому прихваты в желобах чаще всего имеют место в случаях, когда в бурильную колонну включают элементы, диаметр которых превышает диаметр пропиливших желоб соединений на относительно небольшую величину. Это может быть какой-либо новый (ранее не включавшийся) переводник. Иногда заклинка в желобе происходит при замене бурильной колонны на другую, большего диаметра (например 50 мм на 63.5 мм).

Образование желобов происходит при проведении спускоподъемных работ и расхаживании бурового инструмента. При этом торцовые части соединительных элементов колонн бурильных труб (муфты и замки) прорабатывают в породе продольную желобную выработку. В зависимости от конкретных условий такая вы­работка может формироваться на стороне как лежачего, так и висячего бока ствола скважины. Ширина ее зависит от наруж­ного диаметра используемых соединительных элементов (муфт, замков).

К геологическим причинам желобообразования можно отнести наличие в разрезе пород осадочного комплекса (глины, аргиллиты, сланцы, мергели, алевролиты и т. д.), а также отложения солей. Замечено, что глубина желоба в глинах и глиносодержащих поро­дах, как правило, больше, чем в песчаниках и алевролитах. Про­цесс желобообразования не зависит от глубины скважины. Опас­ность желобообразования возрастает в породах, перемежающихся по твердости. Объясняется это ростом интенсивности искривления скважин.

К технологическим причинам желобообразования следует от­нести: недопустимо интенсивное искривление ствола скважины, об­разование перегибов, разнонаправленность искусственного искрив­ления.

На образование желобов оказывают влияние использование из­ношенного породоразрушающего инструмента, а также мероприя­тия, приводящие к росту числа спуско-подъемных инструментов, его расхождений, применение технологии, не обеспечивающей под­держание целостности ствола скважины в процессе ее углубки и проведении СПО, несоответствие конкретным условиям режима промывки, свойств промывочной жидкости, вибрации колонны бурильных труб и др.

Организационные причины образования желобов — проектиро­вание заложения искривленных участков скважин в породах, склонных к кавернообразованию, а также использование при бу­рении изогнутых бурильных труб.

Развитие желобов в стволе скважины весьма опасно в связи с возможностью возникновения осложнений в виде прихвата (за­тяжки, заклинивания, посадки) бурового инструмента, повышенного загрязнения ствола скважины шламом разбуренных пород из-за ухудшения условий его выноса из скважины (накопления шлама в застойных зонах), ошибок при тампонировании, вызван­ных неправильной оценкой объема ствола скважины.

1. Снижение числа циклов СПО в резуль­тате применения технологии, обеспечивающей увеличение про­ходки на коронку, долото. В зонах, опасных по желобообразованию, следует избегать ограничений на длину рейса.

2. Необходимо применять гладкоствольные бурильные трубы, исключать при воз­можности искривление скважин в условиях, благоприятных для развития осложнения.

3. При искусственном искривлении не сле­дует допускать резких перегибов оси скважины.

Желобообразование предупреждается при работе с буровым инструментом, оснащенным набором расширителей, в некоторых случаях— протекторами.

Методы ликвидации желобов. Эти методы сводятся в основном к разрушению желобных выработок путем разбуривания и взрыв­ными работами.

Для разрушения желобных выработок используют, как отме­чалось, расширители. В мягких и средней твердости породах ис­пользуются четырехлопастные расширители, в более твердых по­родах— расширители шарошечного типа. В практике бурения неф­тяных скважин применяется следующий набор для разбуривания: пикообразное долото, диаметр которого выбирается меньше диа­метра ствола скважины; УБТ; четырехлопастной спиральный центратор с диаметром в 1,1 —1,25 раза больше ширины желоба, но меньше номинального диаметра ствола скважины; бурильная труба; еще один специальный расширитель и колонна бурильных труб.

Процесс разрушения желоба оценивают по объему и форме выносимого из скважины шлама, а также по крутящему моменту. Разбуривание желоба ведется до полного его исчезновения.

В отдельных случаях освободить заклиненную колонну буриль­ных труб в желобной выработке удается путем нажатия на нее или, более эффективно, нанесением ударов, направленных вниз.

Признаки наличия желобовчастично совпадают с признаками сальникообразования. При подъеме бурового инструмента также наблюдаются затяжки. Однако содержание твердых частиц в буровом растворе остается в рамках нормы, и вынос на поверхность крупных кусков глины отсутствует. Данные инклинометрии свидетельствуют о значительном искривлении ствола скважины. При прихватах в желобах циркуляция промывочной жидкости сохраняется.

При появлении признаков желобообразования скорость подъема в пределах опасных интервалов снижают. При нарастании затяжек подъем прекращают, инструмент приспускают вниз и затем осторожно поднимают вновь. Если затяжка возникает снова, то подсоединяют ведущую трубу и продолжают подъем с вращением и промывкой.

Картина, сходная с желобообразованием, возникает при прихвате в интервалах пучащихся пород (обычно глинистых). Разбухая под влиянием впитываемого фильтрата бурового раствора, такие породы сужают сечение ствола скважины. При спуске узкий участок преодолевают с вращением и промывкой, однако в дальнейшем за время бурения стенки скважины сужаются снова, и при подъеме призабойная компоновка бурильной колонны может оказаться прихваченной.

Рисунок 4 – Сечение скважины при прихвате бурильной колонны фильтрационной коркой

1 – проницаемая порода; 2 – фильтрационная корка; 3 – соединение бурильных труб; 4 бурильная труба

Основное отличие заклинки в пучащихся породах от заклинки в желобах состоит в том, что появление суженных участков не связано с повышенной кривизной ствола. Циркуляция при прихватах в сужениях отсутствует.

Скопления рыхлого материала в стволе скважины также возникают при его обвале со стенок. Опасность прихвата при обвалах даже выше, ввиду их неожиданности. Обвалы связанны с наличием пластов глинистых пород, особенно если ими сложены крутозалегающие и трещиноватые пласты.Такие породы (глины, аргиллиты, глинистые сланцы) впитывают воду из бурового раствора, набухают и приобретают способность к скольжению и обрушению в скважину. Если обрушения происходят сразу, – то это обвалы, если же они продолжаются в течение длительного времени и мелкими порциями, то они называются осыпями. На месте обвалов или осыпей образуются расширения ствола скважины называемые кавернами (рис. 5)

Рисунок 5 – Каверна

На рисунке показано, что при прохождении через каверну (диаметр которой иногда превышает 1 м), скорость восходящего потока жидкости многократно уменьшается. Так-как вынос шлама тем больше, чем больше скорость потока, то в каверне шлам практически перестает выноситься и происходит его накопление. Смешанный с глинистым раствором шлам образует сальник.Сальникообразованию способствует высокая вязкость глинистого раствора и липкость его корки.

Вначале сальник образуется в периферийной части каверны, но постепенно он увеличивается в объеме и сходится к центру. Вращение бурильных труб приводит к уплотнению сальника, его материал сползает вниз и перекрывает проход. Сальник затрудняет прохождение бурильной колонны, создавая “посадки” (уменьшение показаний индикатора веса) при спуске и “затяжки” (рост показаний) при подъеме. Если процесс нарастания сальника не прекратить, то в конечном итоге затяжки и посадки приводят к прихвату в сальнике во время спускоподъемных операций. При таких прихватах циркуляция промывочной жидкости обычно невозможна.

ОСН1 [стр.129], ДОП1 [стр.7-12]

1. Что называют желобообразованием? В каких породах они могут образовываться?

2. Назовите геологические причины желобообразования.

3. Какие методы применяются для ликвидации желобов?

4. Назовите технологические причины желобообразования.

Источник