6.2.Борьба с искривлением скважин
Полностью исключить влияние рассмотренных факторов на интенсивность искривления невозможно. Это в первую очередь относится к геологическим условиям. Влияние технологических и технических факторов можно свести до минимума.
Меры борьбы с искривлением скважин, вызываемым геологическими причинами. При пересечении перемежающихся по твердости пород и зон тектонических нарушений направляют скважину перпендикулярно плоскости напластований, контактов или смещений. Если встречаются твердые включения (валуны, галька и др.), бурение ведут на сниженных режимных параметрах, а буровой (колонковый) снаряд удлиняют до 6–12 м и более.
В мягких, легкоразмываемых породах переходят на применение качественного глинистого раствора. Бурение по этим породам следует вести без простоев, на форсированных режимах.
По раздробленным и сильнотрещиноватым породам бурение ведут удлиненным буровым (колонковым) снарядом. Если применение качественного глинистого раствора не дает положительного результата, проводят цементацию скважины или перекрывают ствол скважины обсадными трубами.
Меры борьбы с искривлением скважин, вызванным техническими причинами. Прежде всего необходимо правильно установить станок и согласно заданному направлению скважины установить шпиндель и направляющую трубу. Нельзя применять бурильные и колонковые трубы, кривизна которых превышает соответственно 1 и 1,5 мм на 1 м.
При переходе с большего диаметра скважины на меньший применяют двухступенчатый снаряд, состоящий из короткого нового снаряда меньшего диаметра и старого снаряда большего диаметра. Снаряды соединяют переходником. При расширении скважин применяют направляющий буровой снаряд.
Для предупреждения искривления наряду с применением утяжеленного низа используют специальные снаряды повышенной жесткости. Они обеспечивают лучшую соосность расположения буровых штанг в скважине.
Для устранения возможного продольного изгиба бурильных труб и лучшего центрирования их в скважине применяют протекторные кольца, различные центраторы и фонари, устанавливаемые друг от друга на расстоянии длины полуволны изогнутой оси колонны бурильных труб.
Меры борьбы с искривлениями скважин, вызываемыми технологическими причинами, направлены на разработку таких режимов бурения, при которых обеспечивается достижение максимальной скорости углубки с учетом естественных закономерностей искривления скважин. Иногда при малых зенитных углах (до 5–6°) для предупреждения искривления периодически (через 30–50 м) изменяют вращение бурового снаряда с правого на левое. В этих условиях такая мера может обеспечить поддержание постоянства азимутального направления.
6.3.Основные понятия об искривлении скважин
Ось любой скважины, будь она вертикально или наклонно заданной, в процессе бурения отклоняется от своего проектного направления, т. е. скважина искривляется.
И
скривлением
буровой скважины в данной точке называется
отклонение ее от вертикали и направление
этого отклонения относительно стран
света.
Искривление скважин в данной точке О характеризуется двумя углами: углом искривления α и азимутальным углом φ (рис. 6.4).
Угол искривления (зенитный угол ) α – угол между касательной к оси ствола скважины в точке замера и проекцией этой касательной на вертикальную плоскость. Угол, равный (90°– α), называется углом наклона скважины и обозначается η. Угол наклона η – это отклонение оси ствола скважины от горизонтали.
А
Рис.
6.4.
Элементы, определяющие пространственное
положение скважины:
1 –
горизонтальная плоскость; 2
– ось сква-
жины; 3
– плоскость оси скважины; 4
– вер-
тикаль; 5
– направление начала отсчета;
6
– направление проводки скважины
Если азимутальное направление постоянно, то наблюдается плоскостное искривление ствола скважины. Если же постоянно изменяются как зенитный угол, так и азимут направления, то в этом случае наблюдается пространственное искривление ствола скважины.
Непроизвольно искривленными скважинами называются все вертикально или наклонно заданные с поверхности скважины, характеризующиеся искривлением от заданного направления.
К искусственно искривленным относятся скважины, которые бурятся по заданному профилю. Такие скважины могут быть наклонными, плоско искривленными и реже пространственно искривленными. В теории и практике бурения понятие «искривление» применимо при изучении причин и механизма искривления скважин.
Определения и термины, относящиеся к проблеме искривления скважины, трактуются следующим образом:
кривизной скважины называется приращение угла искривления на определенном криволинейном участке;
апсидальная плоскость – вертикальная плоскость, проходящая через касательную к оси скважины в точке проведения замера;
зенитное искривление – изменение зенитного угла между двумя точками замеров;
азимутальное искривление – изменение азимута скважины на участке между двумя точками замеров, т. е. разность азимутов, измеренных в этих точках;
общий или пространственный угол искривления – угол между двумя касательными, проведенными к оси ствола в точках замеров, лежащих в плоскости искривления скважины. В этом случае принято допущение, что ось ствола скважины на участке между двумя замерами представляет собой плоскую кривую, а само искривление – бесконечно малое число плоских кривых, повернутых относительно друг друга на некоторый угол;
интенсивность искривления – величина, характеризующая степень искривления ствола и равная отношению приращения угла искривления к расстоянию между точками замеров по оси скважины.