Прихваты бурильной колонны, предупреждение и ликвидация

Не изменять по возможности компоновку низа бурильной колонны.

Разрушение желобов рекомендуется проводить проработкой расширителем или взрывом торпед.

В компоновке для проработки интервала ствола с желобными выработками предусматривается размещение лопастного или шарошечного расширителя с хвостовиком из бурильных труб длиной 300 - 400 м. При проработке отвода промывка должна производиться с максимальным расходом, а скорость проработки должна быть ограничена.

При наличии большого угла искривления или невозможности размещения расширителя над хвостовиком достаточной длины желоба следует разрушать взрывом специальных гибких торпед в интервалах пород повышенной твердости или торпед из детонирующего шнура (ТДШ) в мягких и средней твердости породах.

Для предотвращения попадания бурильных труб в желоб в компоновку устанавливают спиральные четырехлопастные центраторы, изготовленные из УБТ длиной 1 - 1,2м, с наваркой спиральных ребер. Наружный диаметр центратора должен быть в 1,35-1,45 раз больше ширины желобной выработки, определенней по результатам профилеметрии.

При обнаружении признаков попадания инструмента в желобную выработку запрещается его освобождение путем расхаживания с натяжением сверх собственного веса. Бурильщик обязан принять следующие первоочередные меры:

Попытаться сбить бурильную колонну вниз разгружая ее на 200-300 кН и не доводя натяжение колонны до ее собственного веса. Попытку следует повторить до 4 - 5 раз.

Пытаться подсоединить ведущую трубу, восстановить циркуляцию и провернуть инструмент ротором с разгрузкой веса на 30 - 40 кН.

2.3.3. Предупреждение заклинивания низа колонны посторонними предметами.

Для недопущения попадания в ствол скважины посторонних предметов следует закрывать устье скважины при поднятом инструменте специальным устройством и не допускать работу над ротором без закрытия устья.

В случае падения в скважину посторонних предметов члены буровой вахты обязаны немедленно известить об этом бурильщика, а тот - бурового мастера, сделав запись в буровом журнале. До распоряжения бурового мастера углубление скважины не производится.

Для очистки забоя от металлических деталей следует использовать магнитный фрезер или забойный фрезер со шламометаллоуловителем.

2.3.4. Предупреждение заклинивания колонны шламом или утяжелителем.

Прихваты инструмента осевшим шламом или утяжелителем возникают из-за нарушений режима промывки скважины и других правил технологии бурения. Для предупреждения их необходимо выполнять следующие правила:

Не допускать отклонений от программы качественной промывки ствола скважины, в частности после окончания долбления и в случае обвалообразований.

Буровой раствор должен быть стабильным, его вязкость и статическое напряжение сдвига не должны быть менее значений, указанных в ГТН.

Не оставить колонну труб в скважине без промывки. Для реализации этой цели необходимо:

Обеспечить непрерывный контроль за давлением в нагнетательной системе. Для этого следует следить за исправностью регистрирующих манометров на выкиде буровых насосов.

Не допускать промывов бурильной колонны. Для этого необходимо не реже одного раза в месяц проводить профилактическую опрессовку бурильной колонны на давление 20 МПа. При падении давления во-время рейса следует, если работа насосов будет признана нормальной, провести осмотр инструмента, а в случае необходимости, опрессовку. Дефектоскопию бурильной колонны необходимо проводить согласно плану буровой организации.

В случае возникновения прихвата вследствие оседания шлама, утяжелителя или цемента бурильщик предпринимает следующие первоочередные мерь.

Bосстанавливает циркуляцию о одним клапаном насоса с постепенным увеличением расхода раствора до нормального.

Расхаживает и пытается провернуть инструмент при натяжении в пределах собственного веса.

2.4. Предупреждения прихватов колонн обвалившимися неустойчивыми породами

Для предупреждения прихватов колонны труб в интервалах, сложенных осыпающимися, обваливающимися и выпучивающимися породами, необходимо проведение следующих работ.

2.4.1. При проектировании и в процессе бурения необходимо создать условия для проходки интервала с минимально возможным временем. Простои из-за отсутствия материалов, труб, инструментов, в частности, пребывание ствола в ожидании спуска обсадных колонн, должны быть исключены.

2.4.2. Применяемая промывочная жидкость должна отвечать требованиям поддержания ствола в нормальном состоянии. Водоотдача раствора должна быть минимальной (3 - 4 ом3 за 30 минут). Лучшим буровым раствором при проходке неустойчивых пород будет нейтральная к проходимым породам жидкость. По данным Пустовойтенко И.П. коэффициент сдвига фильтрационной корки бурового раствора для предупреждения осыпей и обвалов не должен превышать 0,15 [2].

2.4.3. В процессе проходки необходимо осуществить следующую систему мер по предотвращению резких колебаний гидродинамического давления в стволе скважины.

Ограничить скорости СПО в зонах с неустойчивыми породами, не допуская затяжек и посадок. Спуск инструмента следует проводить с промежуточными промывками, особенно при использовании растворов с большими значениями СНС. Перед подъемом бурильной колонны скважина промывается с увеличенной на 5 - 10 % подачей насосов. Подъем труб при наличия сальника и без долива раствора в скважину не допускается.

Восстановление циркуляции должно быть плавным при постепенном увеличении расхода бурового раствора.

Для предупреждения неустойчивости хемогенных пород и связанных с этим прихватов необходимо такие породы вскрывать на растворах, нейтральных к данным породам, или на растворах, предварительно насыщенных соответствующим типом солей с необходимой концентрацией их в растворе. Следует также поддерживать нужное противодавление на хемогенные пласты с пропластками глинистых пород, склонные к интенсивному пластическому течений.

2.4.4. В качестве первоочередных мер при возникновении прихвата бурильщик обязан выполнить следующее:

Восстановление циркуляции при одном клапане насоса с постепенным увеличением расхода раствора до обычного.

Проведение расхаживания колонны с натяжением до 150 - 200 кН сверх собственного веса.

Отбивка прихвата ротором при допустимом числе оборотов и натяжении до собственного веса колонны.

Не разрешается восстановление циркуляции с большой подачей раствора.

2.5. Предупреждение прихватов колонн сальником

Сальникообразование характерно при бурении скважин в глинистых породах при наличии интервалов с интенсивным образованием рыхлых фильтрационных корок. Для предотвращения возможностей возникновения прихватоопасных условий в скважине необходимо принять следующие меры.

2.5.1. Соблюдение режима промывки является основным условием предупреждения прихватов.

Рекомендуется принимать скорость восходящего потока бурового раствора в кольцевом пространстве равной 0,4 - 0,6 м/с, а в интервалах неустойчивых глин ее увеличивать до 1,2 м/с. В случае появления сальников необходимо увеличение скорости восходящего потока до 2,5 м/с и более.

В случае недостаточной производительности насосов для улучшения очистки ствола скважины от шлама необходимо периодически поднимать бурильную колонну над забоем на длину ведущей трубы и спускать с вращением. Рекомендуется также при турбинном бурении производить через определенные периоды времени спуски инструмента без турбобура для того, чтобы промыть скважину в течение 2 - 3 циклов циркуляции при максимально возможной подаче насосов.

При вынужденных остановках проходки и невозможности промывки скважины с обычной подачей раствора колонну необходимо поднять в обсаженную или неосложненную часть ствола.

2.5.2. Буровой раствор и применяемые для его обработки химические реагенты должны обеспечить образование тонких прочных фильтрационных корок. Введением смазочных добавок необходимо снизить коэффициент сдвига фильтрационной корки до 0,3. Вязкость и СНС раствора должны иметь минимальные значения.

2.5.3. В случае повышения давления в нагнетательной линии углубление скважины необходимо прекратить. Путем интенсивной промывки, расхаживания с натяжением до величины собственного веса и вращения ротора с частотой до 1,2 об/с следует создать в стволе скважины нормальные условия для возобновления бурения.

Возникновение затяжек при подъеме инструмента должно служить сигналом для его прекращения, осторожного восстановления циркуляции с постепенным ее увеличением и проработкой места затяжек. Проработка должна проводиться с большой осторожностью, без затяжек, посадок и повышения давления на насосах.

2.5.4. Первоочередные меры бурильщика в случае затягивания колонны в сальник следующие:

При бурении подкондуктор необходимо разгрузить бурильную колонну на полный вес. Для других случаев разгрузка производится на вес труб, находящихся в открытой части ствола.

Восстановить циркуляцию сначала при одном клапане насоса с постепенным увеличением подачи до обычной.

Попытаться до 4 - 5 раз провернуть колонну ротором на допустимое расчетом число оборотов при разгруженном на 30 - 40 кН ниже собственного веса инструменте.

В случае полного или частичного освобождения колонны сальник необходимо разрушить вращением с интенсивной промывкой.

Освобождение бурильной колонны расхаживанием при натяжении ее сверх собственного веса не допускается, так как осложняет процесс ликвидации прихвата.

2.6. Предупреждение прихватов обсадных колонн

Все работы по проведению крепления скважины проводят по заранее составленному и утвержденному главным инженером буровой организации плану. Последний составлен с учетом геолого-технических условий месторождения, состояния и степени износа механизмов буровой установки, оснастки, инструментов, фактическою состояния ствола скважины, отклонений от технологии бурения скважины под данную обсадную колонну. Важное значение для предупреждения прихватов имеют подготовительные работы, главная цель которых - обеспечить непрерывное ведение работ по креплению скважины. Это позволит исключить возможность перерывов в спуске обсадной колонны и избежать возникновения прихватоопасных ситуаций.

2.6.1. Проверяется состояние фундаментов, оснований, буровой вышки, оборудования для СПО, противовыбросового оборудования, буровых насосов и других элементов циркуляционной системы, контрольно-измерительных приборов. Обнаруженные недостатки исправляются, неисправный инструмент и оборудование заменяются или ремонтируются.

2.6.2. На одном плашечномпревенторе производится установка плашек под обсадные трубы. Для дублирования возможностей герметизации заколонного и внутриколонного пространства подготавливается стальная бурильная труба под трубные плашки второго превентора с открытым шаровым краном или обратным клапаном и переводником для навинчивания на обсадную колонну. Производится опрессовка.

2.6.3. Вопросы подготовки обсадных труб на трубной базе, транспортировки на буровую и подготовки их на буровой подробно описаны в литературе и нами не рассматриваются.

2.6.4. Подготовка ствола скважины является важнейшим мероприятием по предупреждению прихватов обсадных колонн. До начала подготовки ствола выполняется комплекс заключительных геофизических исследований, благодаря которому получают основные данные для плана проработки скважины. При этом уточняется глубина установки башмака колонны, интервалы сужения ствола, размеры каверн и объем скважины, интервалы и места установки элементов технологической оснастки. Ствол скважины прорабатывается в интервалах сужений компоновкой инструмента, примененной в последнем рейсе при бурении и калибруется на всю глубину спуска обсадной колонны. После калибровки скважина промывается в течение 1,5 - 2 циклов до полной очистки ствола от шлама и выравнивания параметров раствора.

2.6.5. Спуск обсадной колонны проходит под руководством ответственного инженерно-технического работника. Не допускается отклонений от плана спуска колонны без согласования с главным инженером.

Скорость спуска обсадной колонны должна быть ограничена. Например, на нефтяных месторождениях Тюменской области она ограничивается 1 м/с до кровли покурской свиты и 0,4 м/с. ниже. Нельзя допускать резких остановок колонны. Если при спуске произошла посадка колонны при нагрузке, превышающей на 15 % вес спускаемых труб (вертикальная скважина) и на 30 % вес труб в наклонно-направленной скважине, то процесс спуска необходимо остановить, а ствол скважины промыть до устранения посадки. Не разрешается расхаживание обсадной колонны без долива бурового раствора.

3. Способы ликвидации прихватов

Для ликвидации прихватов применяют следующие способы:

- установка жидкостных  ванн,

- встряхивание прихваченного  участка колонны взрывом торпед;

- установка цементного  моста и зарезка нового ствола;

- применение ударных механизмов;

- использование гидроимпульсного  способа;

- обуривание или фрезерование  прихваченного участка колонны;

- развинчивание бурильной  колонии левым инструментом и  подъем труб по частям;

- снижение уровня бурового  раствора в стволе скважины;

- импульсно-волновое воздействие  на трубы в зоне прихвата;

- использование испытателей  пластов;

- расхаживание и проворот  колонны ротором;

- восстановление циркуляции  и промывка скважины;