11.5. Технология бурения и крепления второго ствола скважины

Бурение, промывка при бурении, спуск обсад­ной колонны (хвостовика), цементирование заколонного про­странства второго ствола скважины производится по извест­ной технологии.

Бурение вторых стволов осуществляется исключительно роторным способом.

Режим бурения

Число оборотов ротора, n = 120—160 об./мин.

Нагрузка на долото, Q = 6—8 т

Производительность насоса, q = 10 л/с

В отдельных случаях для сложных (твердых) пород приме­няются щадящие режимы:

число оборотов ротора, n = 60÷80 (52—60) об./мин.;

нагрузка на долото Q = 3÷5 (2÷3) т;

производительность насоса, q = 5÷7 л/с;

механическая скорость бурения — 2—4 м/час.

В качестве бурового раствора в начальный период может служить вода, затем нарабатывается в процессе работы естествен­ный буровой раствор, с использованием которого и производит­ся бурение. Для качественного вскрытия продуктивного гори­зонта применяют специальные буровые растворы.

Общим недостатком бурения вторых стволов в эксплуата­ционных скважинах является невозможность применения фор­сированных режимов бурения.

Крепление второго ствола эксплуатационной скважины обеспечивается колонной-хвостовиком, диаметр которой вы­бирается в зависимости от диаметра эксплуатационной колон­ны и долота, которым бурится второй ствол.

В качестве обсадной трубы для колонны-хвостовика часто используются насосно-компрессорные трубы с обточенной муф­той по наружному диаметру для свободного ее прохода через «окно».

Например: для спуска хвостовика в эксплуатационную ко­лонну диаметром 168 мм (диаметр отрытого ствола 140 мм) используют НКТ диаметром 114 мм с обточкой муфт до диаметра 122 мм.

Низ хвостовика оборудуется направляющим башмачным патрубком и обратным клапаном. Верхний конец колонны-хвостовика устанавливается на 15-20 м выше окна и обору­дуется воронкой. Спуск колонны производится на бурильных трубах. Спуск колонны сопровождается неблагоприятными ус­ловиями:

• наклонно-расположенный ствол и отсутствие центрато­ров колонны:

• малые кольцевые зазоры;

• наличие в разрезе сильно дренированных, поглощающих горизонтов.

Для качественного крепления второго ствола скважины необходимо:

• применять расширители в открытом стволе;

• производить тщательно промывку ствола скважины пе­ред и после спуска колонны;

• применять специальные буферные жидкости, способные удалять трехфазную пену (буровой раствор) из застойных зон;

• применять облегченный тампонажный раствор;

• производить расхаживание колонны, используя соответ­ствующую схему обвязки на устье скважины;

• обеспечивать достаточную скорость восходящего пото­ка раствора при цементировании.

11.6. Технология вскрытия продуктивных пластов путем зарезки второго ствола с применением пены

Одним из существенных препятствий в совер­шенствовании зарезки, бурения и освоения второго ствола скважин является поглощение бурового раствора в скважи­нах, имеющих низкое пластовое давление. В этих случаях реко­мендуется применять аэрированные пенные растворы.

Рациональная технология вскрытия пласта с низким давле­нием должна предусматривать переход на промывку трехфаз­ной пеной до вскрытия пласта. Это создает благоприятные ус­ловия для работы по вскрытию пластов с низким давлением и обеспечивает наименьшее проникновение жидкости в пласт. Промывка трехфазной пеной заключается в аэрации бурового раствора, обработанного ПАВ. Режим аэрации зависит от давления воздуха в воздухопроводе и давления на выкиде насо­сов. При аэрации бурового раствора, обработанного ПАВ, сле­дует поддерживать давление на стоянке несколько меньше дав­ления в воздухопроводе. Процесс аэрации лучше начинать при минимальном расходе воздуха.

С момента начала аэрации бурового раствора давление на на­сосе возрастает вследствие различия плотностей пены в колонне бурильных труб и бурового раствора в заколонном пространстве.

Когда пена достигает долота, давление на стоянке увеличи­вается до максимума, при этом необходимо следить за тем, чтобы оно не поднялось выше давления воздухопровода, что может привести к прекращению поступления воздуха и к про­рыву бурового раствора в воздухопровод. Регулировать давле­ние на стоянке нужно изменением расхода воздуха, поддер­живая его на уровне давления в воздухопроводе. После выхода пены из долота давление начинает падать, так как плотность жидкости в заколонном пространстве снижается и достигает минимума в момент выхода трехфазной пены на поверхность.

После выхода пены на поверхность, при постепенном уве­личении расхода воздуха, достигается необходимая степень аэрации, что обеспечивает снижение высоких давлений и рез­ких колебаний давления в стволе скважины.

Переход на бурение с использованием пены осуществляет­ся после того, как при применении бурового раствора восста­новить циркуляцию не удается. В этом случае давление на на­сосе колеблется в пределах 0-0,1 МПа, а в заколонном про­странстве устанавливается динамический уровень бурового раствора. При такой ситуации применяется следующий поря­док продолжения работ.

Работа начинается сразу с большой степенью аэрации (30-60). Давление на насосе поднимается от нуля до давления на воздушной линии, и затем приступают к бурению ствола без выхода циркуляции.

При этом могут наблюдаться следующие явления.

1. Пена, проникая в пласт, заполняет поровое пространство и в силу ее закупоривающей способности, степень поглоще­ния значительно уменьшается; пласт начинает выдерживать по­вышенные давления, что способствует продавливанию столба жидкости, находящейся в заколонном пространстве.

2.В процессе бурения воздух постепенно проникает в заколонное пространство, и здесь происходит процесс аэрации жидкости. Вращение инструмента способствует турбулизации потока и ускоряет процесс получения в заколонном пространстве аэрированного раствора необходимой плотности. Действие этих двух факторов одновременно способствует быстрому вос­становлению циркуляции. Концентрация ПАВ 0,5-1,0% обес­печивает получение стабильной пены.

После получения аэрированного раствора с требуемыми параметрами (степень аэрации и концентрации ПАВ) присту­пают к процессу вскрытия объекта с низким пластовым давле­нием.

Режим бурения:

• осевая нагрузка на долото — 3 ч- 4 т;

• частота вращения долота — 80 об./мин.;

• подача жидкости насосом — 8 л/с.

При бурении с применением пен необходимо обратить вни­мание на следующие моменты.