- •Глава 1 16
- •Глава 2 18
- •Глава 3 24
- •Глава 4 28
- •Глава 5 33
- •Глава 6 49
- •Глава 7 55
- •Глава 8 130 Неустойчивость стенок скважины 130
- •Глава 9 213 Дифференциальный прихват 213
- •Глава 10 247 Заклинивание на участках со сложной геометрией 247
- •Глава 11 274 Динамика параметров бурения и регистрирующие приборы 274
- •Глава 12 280 Осложнения, связанные с прихватами 280
- •Глава 13 286 Практика спуско-подъемных операций 286
- •Глава 1 Прихваты и другие незапланированные события Введение
- •Цепочка факторов, ведущая к незапланированному событию
- •Безрассудный риск
- •Передача информации снизу
- •Главные уроки
- •Глава 2 Экономия денег – источник всех бед Введение
- •Причина всех бед
- •Экономия денег
- •Решения и здравомыслие
- •Примеры
- •Большая железнодорожная авария
- •Злосчастная полупогружная буровая установка
- •Динамитные фабрики
- •Главные уроки
- •Глава 3 Общение и моральная атмосфера Введение
- •Моральная атмосфера
- •Передача информации снизу
- •Грубые шутки и умонастроение "крабов в банке"
- •Главные уроки
- •Глава 4 Решение проблем Введение
- •Научный подход
- •Пятиэтапный процесс решения проблем
- •Будьте готовы к сопротивлению
- •Главные уроки
- •Глава 5 Проектирование скважин Введение
- •Основные принципы проектирования скважин
- •Местонахождение объекта (объектов)
- •Позиция буровой
- •Наклон и азимут
- •Устойчивость стенок скважины
- •Естественное напластование и уход долота
- •Горизонтальные участки
- •Использование приборов для измерений во время бурения и другой скважинной аппаратуры
- •Очистка ствола и гидравлика бурения
- •Заключение
- •Литература
- •Глава 6 Механизмы прихватов Введение
- •Определение прихвата
- •Категории прихватов
- •Ликвидация прихватов
- •П ример использования таблицы для определения типа прихвата
- •Прихват шламом или обвалившейся породой
- •Дифференциальный прихват
- •Заклинивание на участке со сложной геометрией ствола
- •Литература
- •Глава 7 Очистка скважины Введение
- •Качество очистки вертикальных скважин
- •Факторы, влияющие на качество очистки вертикальных скважин
- •П рофиль скоростей потока
- •Пластическая вязкость
- •Кажущаяся вязкость
- •Разжижение бурового раствора при сдвиге
- •Определение динамического напряжения сдвига и пластической вязкости
- •Качество очистки наклонных скважин
- •Факторы, влияющие на качество очистки наклонных скважин
- •Режим течения
- •Динамическое напряжение сдвига и вязкость
- •Разжижение бурового раствора при сдвиге
- •Критическая толщина слоя шлама и показатель качества очистки скважины
- •Транспортирование шлама в суспензии
- •Транспортирование шлама в слое
- •Коэффициенты увеличения числа двойных ходов насосов или числа вытесняемых объемов, необходимых для очистки скважины15
- •Бурение с очисткой скважины воздухом и пеной
- •Вязкость пены
- •Заключение
- •Начальные действия по освобождению прихваченной колонны
- •Дополнительные приемы для освобождения бурильной колонны
- •Низкочастотные вибраторы
- •Натяжение и закачка
- •Ловильные работы
- •Сокращения
- •Литература
- •Глава 8 Неустойчивость стенок скважины Введение
- •Неустойчивость глинистых пород
- •Образование глинистых пород
- •Группы глинистых минералов
- •Терминология механики горных пород
- •Н апряжения на стенке скважины
- •Трехосное напряженное состояние в скважине
- •Факторы, влияющие на устойчивость стенок скважины
- •Интервал допустимых значений плотности бурового раствора
- •Влияние траектории скважины и плоскостей напластования для трех типов напряженного состояния в естественных условиях залегания
- •Бурение на репрессии
- •Проникновение в пласт фильтрата бурового раствора
- •Проникновение в пласт фильтрата бурового раствора и огибающая предельных кругов напряжений
- •Типы обрушения
- •Определение напряжений
- •Набухание и диспергирование
- •Заключение
- •Траектория скважины
- •Свойства бурового раствора
- •Изменения температуры
- •Состав бурильной колонны
- •Рейсы для очистки и проработки ствола
- •Напряженное состояние, обусловленное механическим воздействием
- •Напряженное состояние, обусловленное химическим воздействием
- •Начальные действия по освобождению прихваченной колонны
- •Дополнительные приемы для освобождения бурильной колонны
- •Другие проявления неустойчивости стенок скважины
- •Признаки вскрытия неконсолидированных песков
- •Предотвращение аварий
- •Освобождение колонны
- •Признаки вскрытия трещиноватых пластов и обрушения уступов
- •Освобождение колонны
- •Дополнительные приемы
- •Когда следует ожидать осложнений из-за падения металла в скважину
- •Признаки присутствия металла в скважине
- •Освобождение колонны
- •Условные обозначения
- •Литература
- •Глава 9 Дифференциальный прихват История
- •Механизмы возникновения дифференциальных прихватов
- •Факторы, способствующие возникновению дифференциального прихвата
- •О бразование фильтрационной корки
- •Заключение
- •Проницаемые пласты
- •Репрессия
- •Фильтрационная корка
- •Контакт колонны со стенкой скважины
- •Неподвижное состояние колонны
- •Поперечные нагрузки
- •Большие потери фильтрата бурового раствора
- •Начальные действия
- •Дополнительные приемы для освобождения колонны
- •Жидкостные ванны и методы их применения
- •Катодный ток
- •Низкочастотные вибраторы
- •Отвинчивание неприхваченной части колонны
- •Литература
- •Глава 10 Заклинивание на участках со сложной геометрией Введение
- •Места резкого искривления ствола
- •Жесткая кнбк
- •Мелкие искривления
- •Текучие породы
- •Диаметр ствола меньше номинального
- •Литература
- •Глава 11 Динамика параметров бурения и регистрирующие приборы Введение
- •Тенденции
- •Сравнение диаграмм механических и электронных регистрирующих приборов
- •Анализ тенденций и распознавание графических образов
- •Глава 12 Осложнения, связанные с прихватами Введение
- •Вопросы контроля над скважиной
- •Оседание барита
- •Глава 13 Практика спуско-подъемных операций Введение
- •Планирование спо
- •Подготовка к спо
- •Контроль над скважиной
- •Учебные спо
- •Изменение давления в скважине при спуске и подъеме колонны
- •Циркуляция во время спо
- •Утяжеленный раствор
- •Пример 17.1
- •Очистка и проработка ствола
- •Неустойчивость стенок скважины
- •Дифференциальный прихват
- •Промывка после спо
- •Литература
- •Заключение
- •Приложение а Номограммы для определения параметров очистки скважины (для скважин, где возможно свободное вращение колонны)
- •Номограммы для определения параметров очистки скважин диаметром 17 1/2 дюймов
- •Номограммы для определения параметров очистки скважин диаметром 12 1/4 дюймов
- •Номограммы для определения параметров очистки скважин диаметром 8 1/2 дюймов
- •Приложение в Уравнения
- •Уравнения Кирша
- •Формула для определения верхней границы прихвата по удлинению колонны (англ. Ед.)
- •Формула для определения верхней границы прихвата по удлинению колонны (англ. Ед.)
- •Приложение с Объем жидкости в горизонтальном резервуаре
- •Приложение d Пересчетные коэффициенты
Подготовка к спо
После того как СПО спланированы, первый шаг состоит в том, чтобы проработать ствол и произвести промывку до выравнивания свойств бурового раствора. Перед подъемом инструмента должны быть полностью удалены скопления и слои шлама. Пластическая вязкость раствора должна выдерживаться как можно более низкой, чтобы свести к минимуму колебания давления, возникающие в результате поршневания при спусках и подъемах, а также уменьшить тиксотропные тенденции бурового раствора.
Большая часть прихватов объясняется недостаточной очисткой ствола скважины перед проведением СПО. Если даже удастся избежать прихвата шламом или обвалившейся породой, все равно вероятны осложнения при прохождении сужений в процессе подъема. Время, сэкономленное на сокращении промывки, может быть многократно потеряно при прохождении сужений. Кроме того, сужения ствола ведут к сильным колебаниям давления в результате поршневания при спусках и подъемах, а это, в свою очередь, вызывает потерю устойчивости стенок скважины, поглощения и спровоцированные интенсивные проявления.
Нужно выполнить по меньшей мере один цикл циркуляции, чтобы удалить из скважины газ. Двигаясь вверх по кольцевому пространству газ расширяется, что ведет к снижению давления на забое.
Во время проработки ствола следует тщательно отслеживать динамику крутящего момента, сопротивления продольному перемещению колонны и давления. Кроме того, нужно отслеживать и регистрировать динамику показателей работы вибросит и параметров бурового раствора, а также газопроявления. Непосредственно перед подъемом из скважины нужно записать значения следующих параметров на случай, если позднее возникнут какие-либо осложнения:
Сопротивление продольному перемещению бурильной колонны вверх и вниз
Крутящий момент, когда долото не находится на забое
Вес колонны, имеющей возможность свободного вращения
Давление в нагнетательной линии насоса при полной подаче, когда долото не находится на забое, и общее число ходов насоса в минуту
Давление при малой подаче насоса
Плотность бурового раствора на входе и выходе скважины
Температура бурового раствора на входе и выходе скважины
Расход бурового раствора, выходящего из скважины
В качестве точки отсчета для контроля натяжения колонны используются значения сопротивления продольному перемещению колонны вверх и вниз. Для контроля за образованием в стволе пробки при подъеме инструмента с циркуляцией используется давление в нагнетательной линии насоса при полной подаче.
Переходить на малую подачу насоса лучше всего непосредственно перед интенсивным проявлением. Поскольку большинство интенсивных проявлений происходит при подъеме колонны, целесообразно перейти на малую подачу непосредственно перед началом подъема инструмента. Переход на малую подачу осуществляется, когда долото находится на забое, потому что для вымывания флюида, поступившего в скважину, колонну спускают до забоя.
Во время выполнения циркуляции необходимо подготовить план СПО. Следует составить отдельные планы для подъема и для спуска. Емкость, в которую направляется буровой раствор, выходящий из скважины, не должна протекать, так чтобы можно было точно контролировать подъем уровня. Для точного измерения прироста объема бурового раствора, выходящего из скважины, следует использовать доливочную емкость. Полагаться на подсчет двойных ходов насоса для этой цели рискованно, а при спуске инструмента этот способ вообще неприменим.
Для предотвращения потерь бурового раствора и для его учета следует использовать разъемный кожух для сбора бурового раствора при развинчивании труб. Если некоторое количество бурового раствора не попадает в доливочную емкость, то это значит, что контроль над скважиной осуществляется неудовлетворительно. Кожух для сбора бурового раствора находится на буровой не только для поддержания чистоты пола, но и для обеспечения точности расчета заполнения скважины!
Я рекомендую также подготовить план глушения скважины на случай интенсивного проявления объемом 10 баррелей. При подъеме колонны возможно интенсивное проявление вследствие поршневания, но в скважине уже будет находиться утяжеленный буровой раствор. Подготавливая план глушения для глубины, с которой начинается подъем колонны, мы заранее определим расчетное число двойных ходов насоса, необходимое для достижения буровым раствором долота и устья. Это можно сделать не спеша во время промывки. Если проявление действительно произойдет, мы будем к нему готовы, и уже не придется составлять этот план под давлением обстоятельств (конечно, его нужно будет проверить).
Обычно утяжеленный буровой раствор закачивают после того, как из скважины подняты первые пять свечей, и скважина приняла правильный объем доливаемого бурового раствора (равный объему поднятых труб). Чтобы понять, какой объем бурового раствора должен быть вытеснен на поверхность, нужно рассчитать, на какую глубину опустится утяжеленный буровой раствор в бурильной колонне.
полученные результаты должны оыть учтены в плане СПО (уравнение 13.1 и рис. 13-5).
П
о
возможности нужно планировать СПО
таким образом, чтобы они не совпадали
по времени со сменой вахт или обеденным
перерывом бурильщика. Большинство
прихватов происходят во время смены
вахт. Эти прихваты возникают, главным
образом, из-за плохо организованной
приемки и передачи смены. Если бурильщик
собирается идти на обед или смениться,
он должен аккуратно передать смену.
Буровой мастер и представитель
разведочной компании должны находиться
на полу буровой задолго до начала и
после окончания смены вахт.
Следует распечатать и поместить в нескольких местах на рабочей площадке буровой литологическую колонку и графики изменения параметров бурения. Рекомендуется вырезать из бумаги изображение КНБК в том же масштабе, в котором выполнены эти графики. Это поможет бурильщику и буровым супервайзорам следить за прохождением проблемных участков, перемещая изображение КНБК по разрезу во время подъема инструмента (рис. 13-1).
Большинство закупориваний ствола и осложнений, связанных с его геометрией, происходит в месте нахождения КНБК. Сужения регистрируются у долота, но не всегда причиной сужения является долото. Такой причиной может быть наличие центратора, любое иное изменение диаметра или просто заклинивание жесткой УБТ в резком искривлении. Если в состав КНБК включены три стабилизатора, то при прохождении сложного уступа компоновка, вероятно, заклинится в четырех местах. Положив вырезанное изображение КНБК на литологическую колонку таким образом, чтобы долото находилось на соответствующей глубине, можно определить, когда УБТ и стабилизаторы войдут в проблемный участок.
Помимо прочего, "бумажная КНБК" может помочь определить причину возникшего осложнения. Если осложнение в ходе СПО связано со сложной геометрией ствола, то оно проявится довольно четко при прохождении стабилизаторов через проблемное место. Если проблема обусловлена наличием слоя шлама, то сужение не будет находиться на одном месте, а будет перемещаться вместе со слоем шлама. При использовании "бумажной КНБК" все это будет показано очень наглядно.
Для распечатывания литологической колонки и изготовления "бумажной КНБК" потребуется некоторое время, поэтому нужно заблаговременно проинформировать оператора станции ГТИ о планируемых СПО и проследить, чтобы он вовремя приготовил требуемые графики.
Очень желательно также иметь кавернограмму и выделение проницаемых пластов по разрезу. Если кавернограммы отсутствуют, для оценки изменений диаметра ствола по глубине можно использовать данные по соседним скважинам и (или) информацию о скорости проходки. Обычно потеря устойчивости стенок скважины происходит в интервале более мягких пород, которые бурятся быстрее. В интервалах глинистых пород проявляется тенденция к увеличению диаметра ствола из-за обрушения, а в интервалах песков диаметр может фактически уменьшиться.
Если кавернограммы, снятые в соседних скважинах, показывают, что в некотором конкретном пласте номинальный диаметр ствола сохраняется, а в другом - нет, то можно предположить, что такая же картина будет наблюдаться и в нашей скважине.
Необходимо выявить на литологической колонке все опасные места и все сужения, отмеченные при подъеме. Внимательное и последовательное использование этого инструмента позволило предотвратить многие прихваты и помогло буровым бригадам определить состояние скважины.
Кожух для сбора бурового раствора при развинчивании труб, вращатель, трубные ключи, клиновой захват, полнопроходный шаровой кран и обратный клапан бурильной колонны должны быть в рабочем состоянии. Если мы считаем, что нужно заменить плашки трубного ключа или клинового захвата, это должно быть сделано пока идет промывка скважины. Не следует прерывать СПО для ремонта оборудования или для того, чтобы открыть еще одну банку со смазкой для резьбы, залить масло в индикатор веса и т.д.
