10.3 Ускладнення, викликані проявами сірководню

Природний і попутний нафтовий газ ряду родовищ містить сірководень, вуглекислоту та інші гази. У деяких родовищах їх вміст досить значний. Наприклад, родовища Прикаспію містять 29% сірководню і до 25% вуглекислого газу. Імовірність відкриття таких родовищ на великих глибинах буде зростати.

10.4 Порушення цілісності стінок свердловини

1 Порушення умов механічної міцності гірської породи в стінці свердловини внаслідок дії: статичних навантажень; знакозмінних навантажень (нестаціонарні гідромеханічні і термічні процеси), які можуть викликати втомлююче руйнування гірських порід; бурильної колони при її поздовжньому переміщенні, обертанні і коливаннях, що призводить до стирання породи на стінках, зрізанню її торцями замків і елементами КНБК, ударів по гірській породі;

2 Розчинення і розмив породи промивальною рідиною (хемогенні, глинисті відклади);

3 Розтеплення мерзлої гірської породи, що призводить до фазових перетворень (танення льоду-цементу).

Різновидності ускладнень: розширення ствола (утворення каверн за рахунок осипання і обвалювання та жолобів) або його звуження.

Обсипанням називають таке ускладнення, при якому значна кількість частинок породи систематично відділяється від стінок свердловини, падає в її ствол, підхоплюється потоком промивальної рідини і виноситься на денну поверхню.

Обвалюванням називають таке ускладнення, при якому значна маса породи раптово випадає в свердловину, перекриває кільцевий простір або весь переріз ствола і висхідний потік не в змозі швидко видалити цю породу на поверхню.

Звуження ствола свердловини можуть виникати внаслідок випучування гірських порід, їх обвалювання, утворення товстих фільтраційних кірок на проникних ділянках стінок, налипання на стінки частинок обсипаних і розбурених порід, зволожених промивальною рідиною. Зовні звуження виявляється у підвищенні тиску в насосах при промиванні, суттєвим збільшенням сили, необхідної для переміщення колони труб, а іноді промивання стає неможливим.

Для попередження обсипання і обвалювання порід необхідно використовувати спеціальні промивальні рідини, гідрогелі або рідини на вуглеводневій основі з мінералізованою водною фазою, які не викликають зменшення міцності порід, і підтримувати густину промивальної рідини на рівні, достатньому для збереження стійкості стінок свердловини.

10. 5 Ускладнення при бурінні вічномерзлих порід

Гірські породи називаються мерзлими або кріогенними, коли їх температура нижче 0^°С, а вода, що входить до їх складу, повністю або частково знаходиться в твердому стані, тобто у вигляді льоду. Розрізняють три види кріогенної структури мерзлих порід: масивну; шарувату, в якій лід знаходиться у вигляді орієнтованих в одному напрямку лінз і прошарків; сітчасту, де лінзи і прошарки льоду перетинаються.

10.6 Прихоплювання колони труб

Нерідко для підйому колони із свердловини необхідно прикласти навантаження, що значно перевищує вагу колони. Таке ускладнення називають затяжкою. Якщо зрушити колону з місця не вдається, прикладаючи навантаження, при якому напруження в трубах наближаються до їх міцності, або допустимої вантажопідіймальності вишки чи талевої системи, ускладнення називається прихоплюванням. Якщо для ліквідації прихоплювання прикласти більше навантаження, то ускладнення може перейти в аварію.

За характеристикою утримуючої сили і обставин, які передують виникненню, прихоплювання ділять на три групи:

1 Прихоплювання із-за перепаду тиску, або диференціальні;

2 Прихоплювання в жолобі і внаслідок заклинювання колони труб стороннім предметом;

3 Прихоплювання із-за обсипання та обвалювання гірської породи, повзучості пластичних порід, осідання твердої фази і шламу.

При всіх видах прихоплювань утримуюча сила формується на межі контакту інструмент-гірська порода через фільтраційну кірку або сальник. Тому сучасні способи ліквідації прихоплювань основані на зміні фізико-механічних властивостей гірської породи, кірки, сальника або їх руйнуванні.

Фізико-хімічні способи основані на закачуванні в зону прихоплювання порцій спеціальних рідин (так звані рідинні ванни), які послаблюють або ліквідовують утримуючу силу шляхом хімічного розчинення, розрідження та інших дій або їх комбінацій.

Гідравлічні способи базуються на зміні перш за все гідравлічного тиску в зоні прихоплювання внаслідок регулювання гідростатичної складової або формування гідравлічних імпульсів і хвиль у стовпі промивальної рідини (трубах і затрубному просторі).

Механічні способи основані на створенні квазистатичних (розходжування інструменту і відбивка ротором), вібраційних або ударних навантажень (у тому числі і за рахунок вибуху) на бурильну колону. Розходжування інструменту і відбивка ротором не вважаються самостійними способами.

Комбіновані способи – це поєднання фізико-хімічної дії з механічною і т.д.

Рідинні ванни використовують для ліквідації прихоплювань за умови збереження циркуляції промивальної рідини. У даний час застосовують рідинні ванни на основі вуглеводневої рідини (нафта і продукти її переробки), водних розчинів соляної кислоти, тощо. Для придання рідинній ванні необхідних властивостей в неї можна вводити реагенти як одноцільового, так і багатоцільового призначення.

Гідроімпульсний спосіб рекомендується застосовувати для ліквідації диференціальних прихоплювань, при заклинюванні колони в жолобі і прихоплювань, що виникли при підйомі бурильної колони. При використанні цього способу низ колони повинен бути припіднятий над вибоєм, тому що цей спосіб оснований на збиванні інструменту вниз і зниженні гідравлічного тиску в свердловині.