Меры профилактики прихватов

В каждом конкретном случае необходимо установить наиболее опасные в этом отношении интервалы бурения, определить при­чины возможных прихватов, наметить меры и последовательность выполнения работ по предупреждению или исключению прихвато-опасных ситуаций в скважине.

Используя современную контрольно-измерительную аппара­туру, буровой мастер во многих случаях может своевременно за­метить начало развития осложнения. Так, с помощью аппаратуры КУРС-411 (для буровых станков УКБ-4 и УКБ-5), КУРС-613 и РУМБ-1 (для станков УКБ-7 и УКБ-8) можно вести визуально наблюдение за изменением, кроме других, таких параметров, как расход промывочной жидкости, нагрузка на крюке и крутящий момент на вращателе станка.

При отсутствии этих приборов следует пользоваться приборами для контроля за отдельными параметрами, например, измерите­лями МКН-1 и МКН-2 для определения нагрузки на крюке. По данным этих приборов и характеру записи на круговой диаграмме устанавливают начало самозаклинивания керна, прижог алмаз­ного породоразрушающего инструмента, заклинивания бурового инструмента и т. д.

С помощью магнитоупругого измерителя давления МИД-1 по изменению давления промывочной жидкости можно заметить начало зашламования ствола скважины, образования сальников и др.

Большой объем информации в процессе бурения можно по­лучить, наблюдая за изменением крутящего момента на враща­теле и нагрузки на крюке талевой системы при подъеме бурового инструмента.

Известно, что диаграммы затрат мощности позволяют одно­значно распознавать возникновение отдельных осложнений в про­цессе углубки скважины, например самозаклинивание керна, при­хват бурового инструмента. Устанавливается это по нестабиль­ному характеру мощности в процессе углубки скважины (рис.).

Постоянный оперативный контроль за определяющими пара­метрами режима бурения при подходе к зоне возможного ослож­нения позволяет своевременно и правильно установить вид при­хвата, наметить необходимые меры профилактики.

Меры профилактики прихватов, связанных с репрессией на пласт. В опасных зонах необходимо применять буровые растворы, обеспечивающие достаточно низкое гидростатическое давление на пласт. Это может быть достигнуто при использовании промывоч­ных жидкостей с минимальным содержанием твердой фазы и низ­кой плотностью, а также при надежной и полной очистке раствора от выбуренной породы. Замечено, что растворы с большим содер­жанием твердой фазы, образующие на стенках скважин толстые и рыхлые фильтрационные корки, более прихватоопасны. В тех слу­чаях, когда при бурении скважин на нефть была налажена нор­мальная очистка раствора от шлама, число прихватов сократилось. Однако снижение плотности раствора возможно только в том случае, если это не приведет к нарушению устойчивости открытого ствола скважины.

Во всех случаях необходимо, чтобы промывочные растворы имели минимальную водоотдачу и толщину фильтрационной корки.

Рис. 3.3. Характер изменения мощности при бурении трещиноватых пород (а) и прихвате бурового снаряда (б)

В практике бурения нефтяных скважин рекомендуется при­менять различные способы кольматирования проницаемых пород, создания непроницаемых зон в прихватоопасных участках сква­жин. С этой целью промывочные жидкости обрабатывают реаген­тами, загущающими их фильтраты, типа КМЦ, метас, гипан, К-9, М-14 и др. Такие реагенты, как КМЦ, гипан, КССБ и другие, при взаимодействии с пластовыми хлоркальциевыми водами, кроме того, могут образовывать нерастворимые в воде соединения, по­вышающие их закупоривающее действие.

В некоторых случаях используют полимерные вязкоупругие композиции, которые задавливают в проницаемую породу с по­мощью гидравлических вибраторов. Последние создают в сква­жине импульсы давлений до 4 МПа при частоте 30 Гц и подаче жидкости до 35 л/с.

При бурении на твердые полезные ископаемые кольматация проницаемых пород может быть обеспечена также методом сухого тампонирования. Для снижения вязкости получаемого при этом в скважине тампонажного раствора могут быть использованы высокочастотные гидровибраторы, включаемые в состав тампо­нажного снаряда.

Находят применение отверждающиеся растворы, например, следующего состава (в %): глинистый раствор 15, формальде­гид 15 и смола СТ-10 30, остальное — вода.

Известно, что снижение прихватоопасности обеспечивается вводом в промывочную жидкость смазывающих добавок, в каче­стве которых наиболее часто применяются следующие препараты: кожевенная паста до 3 %, смыленная смесь гудронов до 2,5—3 %, и серийно выпускаемые специальные концентраты: эмульсол лесо­химический ЭЛ-4, эмульсол нефтехимический ЭН-4, ленол 10, ленол 32, морозол 2. Вводить эти добавки в раствор следует в полном соответствии с рекомендациями по их использова­нию [35].

В отдельных организациях в качестве таких добавок упо­требляют СМАД-1, реагенты Т-66, Т-80, графит, ГКЖ-Ю + нефть и др.

Для предупреждения затяжек, прихватов бурового инстру­мента фирма «Добб интернэйшнл» предложила вместо ранее при­менявшихся пластмассовых шариков вводить в промывочную жид­кость стеклянные. Их действие подобно шариковому подшипнику. Стеклянные шарики прочнее пластмассовых в 3 раза. Они вы­держивают температуру до 760°С против 185°С для пластмас­совых. Фирма выпускает две их разновидности: Стик-лесс-20 для предупреждения развития прихватов и облегчения освобождения прихваченного бурового инструмента и Торк-лесс ДИ-170 для предотвращения затяжек бурового инструмента и снижения кру­тящего момента. Определенный интерес представляют результаты их применения. Так, с помощью шариков Стик-лесс-20 диамет­ром 0,7 мм, закачанных в зону прихвата в количестве 20 кг/м³ раствора, осложнение было ликвидировано. С помощью шариков второго типа добились снижения крутящего момента при бурении наклонной скважины до 60 %.

М. Р. Мавлютов и др. указывают на успешное предупреж­дение прихватов в высокопроницаемых песчаниках и набухающих глинах с помощью растворов на нефтяной основе и при работе с различными эмульсионными жидкостями, особенно с введением в них органофильных глин в качестве твердой фазы.

Для замены дизельного топлива как одного из компонентов эмульсионных жидкостей фирма «Хромаллойдельта мю» раз­работала нетоксичный буровой раствор на углеводородной ос­нове.

В качестве других технологических приемов рекомендуется: не оставлять буровой инструмент без движения в открытом стволе скважины, особенно в неустойчивых, сильно проницаемых по­родах; производить периодическое медленное проворачивание бурового инструмента, не допускать резких колебаний гидродина­мического давления на пласт при СПО; не оставлять буровой снаряд на забое или в призабойной зоне при остановке его враще­ния и прекращении циркуляции промывочной жидкости по сква­жине. При нарушении циркуляции следует поднять колонну бурильных труб от забоя не менее чем на длину ведущей буриль­ной трубы, а в некоторых случаях — на одну — две свечи. При длительной остановке циркуляции колонну бурильных труб под­нимают в обсадные трубы. Все работы при СПО следует произ­водить быстро. Иногда в прихватоопасных зонах со стенок сква­жин удаляют рыхлую и толстую фильтрационную корку. Рекомен­дуется также применять квадратные УБТ и центраторы.

Профилактика прихватов при бурении скважин в породах, способных к сужению и кавернообразованию, при загрязнении ра­створа должна сводиться в первую очередь к предупреждению развития этих явлений. Следует избегать уступов в открытом стволе скважины (телескопических конструкций скважин). При накоплении шлама в кавернах необходимо прибегать к связыва­нию его с породой в подошве каверны методами тампонирования, отверждающимися растворами и т. д. В этих же случаях можно использовать различные гидрофобизирующие добавки, которые препятствовали бы агрегированию частиц шлама в местах их скоплений, применять гладкоствольную колонну бурильных труб.

С целью предотвращения падения случайных предметов в скважину необходимо иметь простейшие устройства для пере­крытия устья скважины как при. наличии, так и при отсутствии в ней колонны бурильных труб. Не следует работать с неисправ­ным спуско-подъемным инструментом.

Члены буровой бригады должны быть обучены основным прин­ципам распознавания видов прихватов, методам их профилактики и ликвидации.