Контакт колонны со стенкой скважины

Чем меньше диаметр бурильной колонны и чем больше диаметр скважины, тем меньше поверхность контакта. Чем ближе диаметр бурильной колонны к диаметру скважины, тем больше угол контакта и тем больше поверхность контакта. Стабилизаторы, УБТ со спиральными канавками и тяжелые компоновки помогают уменьшить поверхность контакта КНБК со стенками скважины. Стабилизаторы помогают уменьшить поверхность контакта обсадной колонны со стенками скважины.

Наличие желобов, уступов и слоев шлама ведет к увеличению поверхности контакта. Может быть полезной проработка для устранения желобов и уступов в интервале проницаемых пород. На стадии проектирования нужно включить в проект строительства скважины вопросы, связанные с контактом колонны со стенками скважины.

УБТ и бурильные замки с сальниками могут тесно прилегать к стенкам в стволе номинального диаметра. При разбуривании чередующихся песков и глинистых пород номинальный диаметр будет в интервалах песков. Перед наращиванием нужно расхаживать колонну до исчезновения заметного сопротивления ее продольному перемещению.

Неподвижное состояние колонны

Дифференциальный прихват не происходит до тех пор, пока колонна не пробудет в неподвижном состоянии достаточно долго для ухода жидкости из смазывающего слоя в фильтрационную корку. Избежать неподвижного состояния невозможно, поскольку нужно наращивать колонну и проводить исследования в скважине. Необходимо делать все возможное, чтобы не допустить нахождения колонны в неподвижном состоянии больше, чем это требуется по технологическим причинам, и тщательно планировать исследования.

Если риск дифференциального прихвата велик, нужно избегать неподвижного состояния колонны до тех пор, пока этот риск не будет уменьшен. Если ожидается продолжительный период неподвижного состояния колонны, и неизвестно, насколько велика вероятность прихвата, то до того как оставить колонну неподвижной на долгое время можно проверить "визитную карточку" дифференциального прихвата за два коротких периода неподвижности (рис. 9-22).

Если колонна должна долго оставаться неподвижной из-за внепланового ремонта, то, по возможности, следует выполнить промывку до выравнивания свойств бурового раствора и поместить бурильную колонну в такой положение, в котором поверхность контакта колонны со стенками скважины минимальна.

Поскольку для освобождения бурильной колонны желательно сдвинуть ее вниз, то до того как оставить колонну неподвижной на долгое время нужно обеспечить возможность продвижения колонны вниз.

Примечание: автор не рекомендует перемещать колонну во время восстановления контроля над скважиной, чтобы избежать прихвата. Многие выбросы возникают из-за неисправности превентора, являющейся прямым результатом такой практики.

Время

Развитие дифференциального давления, необходимого для появления прижимающей силы, происходит постепенно. Прежде всего должна уйти в фильтрационную корку жидкость смазывающего слоя, в результате чего создается уплотнение в месте контакта колонны с коркой. Затем фильтрат из корки должен уйти в пласт, в результате чего возникает дифференциальное давление. Когда фильтрат уходит в пласт, его давление уменьшается, так что сила, побуждающая фильтрат утекать в пласт, уменьшается. Со временем фильтрат течет все медленнее и медленнее. Скорость течения фильтрата в пласт и, следовательно, темп нарастания дифференциального давления, пропорциональны корню квадратному из времени (рис. 9-17).

Сначала прихват развивается быстро, затем все медленнее и медленнее, а затем, когда из корки уйдет весь фильтрат, прижимающая сила остается относительно неизменной. Если из-за наличия толстой неустойчивой корки восстановить циркуляцию не удается, прихват усиливается.

Чем скорее возобновится движение бурильной колонны, тем менее вероятен прихват. Если прихват все же возникнет, нужно выполнить необходимые начальные действия, чтобы предотвратить его развитие.