Определение мест прихвата буровой колонны

Прихваты бурильного инструмента являются наиболее частыми видами аварий при бурении глубоких скважин.

В процессе бурения промывочная жидкость охватывает бурильную трубу со всех сторон и поэтому они не прижимаются к стенке скважины [12].

При отсутствии циркуляции или неподвижном инструменте буровая колонна может быть прижата к стенке скважины. При этом сформировавшаяся глинистая корка препятствует поступлению промывочной жидкости в зону контакта. Гидростатическое давление скважинной жидкости усиливает при этом «прилипание» бурового инструмента к стенке скважины.

Для восстановления свободного перемещения инструмента в скважине необходимо нарушить цельность глинистой корки и дать возможность промывочной жидкости проникнуть в зону контакта породы с трубой.

Первым этапом ликвидации аварийной ситуации является определение места прихвата буровой колонны.

Участки прихвата бурильных труб в желобах, интервалах резкого перегиба оси скважины, вблизи забоя и на участках резких изменений диаметра скважины вследствие осыпания вышезалегающих пород устанавливают с целью выбора оптимальных методик ликвидации аварий.

Для определения места и интервала прихвата применяют электромагнитные и акустические прихватоопределители. Измерения дополняют записью локатора муфт (ЛМ) для контроля положений различных элементов компоновки бурильного инструмента.

Место прихвата определяется с помощью прихватоопределителя (ПО).

(индукционный прихватоопределитель и индикатор места прихвата (ИМП)

Скважинный прибор ПО представляет собой датчик (электромагнит), состоящий из катушки и сердечника, помещенных в корпус из немагнитной стали. Головка и наконечник прибора изготовлены из магнитной стали и выполняют функцию полюсов магнита.

Прибор позволяет намагничивать небольшие участки труб (наносить на них магнитные метки), а также измерять ЭДС магнитной индукции.

Для определения места прихвата регистрируют контрольную кривую, по которой фиксируют положение муфтовых соединений и других магнитных аномалий с помощью ЛМ.

На полученной кривой выбирают свободные от магнитных аномалий участки и в предполагаемом интервале прихвата на трубы наносят магнитные метки с помощью ПО с интервалом 10-20 м. Для нанесения на трубу магнитной метки прибор останавливают через определённые интервалы глубины и через катушку в течение 1—2 с пропускают постоянный ток. В результате этого участок трубы намагничивается.

В предполагаемом интервале прихвата или по всей бурильной колонне устанавливают через 10-20 м магнитные метки и регистрируют кривую ИМП с магнитными метками

После нанесения магнитных меток путём подъёма прибора вдоль ствола скважины производится регистрация кривой ЭДС магнитной индукции. По результатам этого замера судят о положении и амплитуде магнитных меток. Затем на прихваченные трубы создается механическая (натяжения, разгрузки, скручивания) нагрузка. На участках действия нагрузки магнитные метки исчезают или их магнитное поле ослабевает, что отражается на результатах третьего замера.

Сопоставление кривых, полученных до и после нагрузки на буровую колонну устанавливают место прихвата. Ниже интервала прихвата кривые обычно остаются идентичными, а выше — магнитные метки либо отсутствуют, либо отмечаются уменьшенными аномалиями.

Для более точного определения верхней границы проводят второй цикл измерений ИМП с уменьшением расстояний между метками до 1-2 м.

Ограничения метода заключаются в возможности его применения только в стальных грубах, определении одной верхней границы интервала прихвата, снижении эффективности в сильно искривленных скважинах, в утяжеленных бурильных трубах и на больших глубинах вследствие плохого стирания магнитных меток.

Принцип действия акустического прихватоопределителя основан на регистрации изменения характеристик упругой волны, распространяющейся в бурильных трубах, при их обжатии их горными породами и шламом. При этом отмечается резкое снижение энергии волны, распространяющейся в колонне, и появление в волновом пакете колебаний продольной и поперечной волн, распространяющихся в горных породах.

Исследования акустическим прихватоопределителем колонны прихваченных бурильных труб выполняют по всей ее длине. Интервал прихвата находят, по аномалии регистрируемого акустического сигнала (как и при олпределении качества цементирования в методе АК-Ц(см.раздел).

Преимущества метода заключаются в возможности выделения протяженности интервала прихвата независимо от типа труб и глубины скважины, а также в более высокой его оперативности.