XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

В наши дни остро стоит проблема возникновения прихватов во время бурения. Прихватом бурого инструмента в скважине является потеря им подвижности, восстановить которую не возможно без применения специальных мер. В процессе непосредственно во время ЗБС основным и косвенным признаком, который характерен для всех видов прихватов является рост тяговых усилий для подъёма бурого инструмента, крутящего момента при холостом вращении буровой колонны.

Для конкретно прямого распознавания вида прихвата необходимо внятно иметь представления о факторах и причинах, благодаря которым могут определять и устанавливать специфику процесса образования прихватов в конкретном случае из каждого. 

Существует такие виды прихватов как:

 Прихват шламом или обваливающейся породой;

Заклинивание на участке со сложной герметизацией ствола;

Дифференциальный прихват.

Более подробно мы рассмотрим дифференциальный прихват в условиях его возникновения.

На Погачёвском нефтяном месторождении во время строительства скважины возможно образование дифференциального прихвата. Прихват дифференциального давления возникает только в зонах проницаемой формации, например песок.

Рис. 1 Дифференциальный прихват

Причинами прихвата могут служить:

Прихват колон происходит, когда её часть входит в контакт со стенкой ствола и прижимается к фильтрационной корке. Таким образом на контактирующую внешнюю часть поверхности колонны с фильтрационной коркой давит гидравлическое давление столба бурого раствора. 

Разница давления столба бурового раствора и давления в формации оказывает влияние на площадь колоны, которая находится в контакте с фильтрационной коркой стенки ствола скважины, данная сила и удерживает колонну.

Возможной простой скважины без движения (вращения) бурового инструмента более 5-ти минут и нарушение циркуляции бурового раствора.

По сей день большинство предприятий используют гидравлические и механические яссы для ликвидации прихватов. Представляет из себя раздвижное устройство, которое приводится в действие натяжение проволоки. Они предназначены для создания динамических ударов.

Рис. 2 Гидравлический и механический ясс

Гидравлический ясс всегда срабатывает автоматически для удара вверх, когда его плунжер достигает участка цилиндра диаметром большего, чем сам диаметр плунжера, что приводит к резкому возрастанию его скорости. Механический ясс предназначен для создания динамических ударов как вверх, так и вниз.

Прямым предназначением ясса является создание ударных импульсов вверх или вниз в процессе выполнения работ, при монтаже и демонтаже оборудования. Также яссы служат для обеспечения возможности освобождения прихваченного инструмента в скважине или пакера; так как они позволяют наносить ударные нагрузки на нижнею часть КНБК (компоновки низа бурильной колоны).

Сами из себя конструктивно яссы представляют собой трубу в трубе, имеющие свободное перемещение в пределах своей определённой длины. В яссе предусматривается устройство, обеспечивающее захват ударной штанги и пород разрушаемыми инструментом на забое и срабатывание их после окончания балансира вверх.

Для ликвидации прихватов используют так называемые “ванны”. Рассмотрим три вида ванн, применяемых на месторождениях:

Нефтяные ванны;

Водяные ванны;

Кислотные ванны.

Установка нефтяной ванны требует конкретного определённого количества нефти для ванны, рассчитывают объём колцевого пространства с учётом перекрытия интервала самого прихвата на 50 - 100 метров. Кроме того, в трубах необходимо оставлять определённый объём нефти для поддержания внутреннего избыточного давления на 1,2 - 1,5 МПа выше затрубного пространства.

Для более полного заполнения нефтью, необходимо закачивать её при максимальной производительности при замене раствора на глинистой основе нефтью на продуктивный пласт будет понижаться, что может вызвать возникновения проявления. Необходимо предусмотреть утяжеление раствора на глинистой основе. Перед закачкой нефти необходимо проверить состояние ПВО (противовыбросового оборудования) и обеспечить запас глинистого раствора. После закачки нефти необходимо разгрузить необходимо, разгрузить бурильную колонну на 20 - 25 тонн и через каждый час расхаживать колонну. Расхаживание можно осуществлять не раньше чем через 6 - 8 часов после установки ванны.

Продолжительность установки первой ванны не должна быть дольше 24 часов. При безрезультатности первая ванна восстанавливает циркуляцию бурового раствора и повторяет ванну, только теперь с увеличением высоты подъёма нефти. Длительность второй ванны не должна превышать более 3 суток.

Установка нефтяной ванны применяется интервале залегания каменных солей, а так же в устойчивых пессчано - глинистых и меловых отложениях. Технология установки такая же как и у нефтяной ванны. Для большего эффекта в воду добавляют ПАВ (поверхностно - активные вещества). Освобождение прихваченных происходит раньше чем после нефтяной, поэтому к расхаживанию колоны приступают через 2 - 3 часа с периодическим подкачиванием воды. Сплошную циркуляцию житкости начинают осуществлять через 5 - 6 часов.

Кислотные ванны устанавливают и применяют в карбонатных породах, взаимодействующих с кислотой. В основном используется соляная кислота 8 - 14 % - ной концентрации. Часто применяют смесь соляной и плавиковой кислоты. Для уменьшения действия кислоты на трубы в кислотную смесь добавляют ингибиторы. При возрастании температуры скорость реацкии увеличивается. При использовании соляной кислоты необходимо исключить применение ЛБТ (легкосплавные бурильные трубы).

Перед тем как закачивать кислоту с начала необходимо закачать 2 - 3 м³, а затем закачивают расчётный объём кислоты и снова 1 - 2 м³ воды. При кислотной ванне колонна должна быть заполнена кислотой на 65 - 75% объема, после чего скважину оставляют на 3 - 6 часов под давлением. Одновременно бурильную колонну расхаживают и через 1 час прокачивают в кольцевое пространство от 1 до 4 м³ кислоты.

При установке жидкостных ванн на верхней трубе следует установить обратный клапан, который предварительно опрессовывается на полуторократное давление. На устье скважины устанавливают цементировочную головку, которую подсоединяют к цементировочным агрегатам. Бурильная колонна во время установки ванны подвешивается на крюке с усилием, равным весу колонны до прихвата.

В процессе закачки жидкостной ванны, буферной и продавочной жидкостей беспрерывно замеряют параметры бурового раствора, выходящего из скважины. При этом расхаживание бурильной колонны запрещается.

Библиографический список

Овчинников В.П. Справочник бурового мастера: научно-практическое издание / В.П. Овчинников, С.И. Грачев, A.A. Фролов. — Тюмень, 2006. 691 с.

Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении: учеб. пособие для вузов / И.П. Пустовойтенко. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1988. 279 с.

Самотой А.К. Прихваты колонн при бурении скважин: учеб. пособие для вузов. М.: Недра. 1978. - 207 с.

Кузнецов, и ликвидация прихватов бурильной колонны / , // Современные технологии для ТЭК Западной Сибири: Сб. науч. тр. Всероссийской конф. SPE international «Современные технологии для ТЭК Западной Сибири». – Тюмень: Печатник, 2008.

Липатов, причин возникновения прихватов в Западной Сибири и современные методы их предупреждения и ликвидации / // IX конф. молодых специалистов организаций, осуществляющих виды деятельности, связанной с пользованием участками недр на территории ХМАО-Югры: Сб. материалов конф. – Новосибирск: Параллель, 2009. 321 с.

Код для цитирования: Скопировать