Пути решения проблемы,при бурении в мёрзлых горных породах(отчёт. Пути решения проблемы,при бурении в мёрзлых горных породах Восточной Сибири

• Название: Пути решения проблемы,при бурении в мёрзлых горных породах Восточной Сибири
• Дата: 03.03.2022
• Размер: 15.92 Kb.
• Имя файла: Пути решения проблемы,при бурении в мёрзлых горных породах(отчёт.docx
• Тип: Документы; #381597

Пути решения проблемы,при бурении в мёрзлых горных породах Восточной Сибири

Для предотвращения осложнений при проводке скважин в многолетнемерзлых породах необходимо предусмотреть и разработать следующие мероприятия от возможных инцидентов:

• 
  интенсивное протаивание мерзлых пород;
  
• 
  кавернообразование;
  
• 
  обвалы протаявших пород на забой;
  
• 
  прихват бурильного инструмента в интервале залегания многолетнемерзлых пород;
  
• 
  аварийные выбросы межмерзлотных вод;
  
• 
  выброс газа из возможных гидратных пропластков;
  
• 
  промерзание промывочного раствора в процессе остановок циркуляций;
  
• 
  обеспечение оптимальных условий закачивания скважин, создание конструкций скважин, обеспечивающих повышение технико-экономических показателей строительства скважин и надежную работу в процессе эксплуатации;
  
• 
  обеспечение условий надежной опоры обсадных колонн на устье за счет предотвращения образования приустьевых воронок, размывов пород, обвалов пород вблизи устья в процессе бурения.
  

Описанные выше задачи решаются на основе проведения комплекса геокриологических исследований и технологических мероприятий:

• 
  бурение интервалов многолетнемерзлой породы долотами по возможности меньшего диаметра, с последующим расширением ствола скважины;
  
• 
  использование обычных глинистых растворов на пресной воде, с температурой ниже +6°...+8°С на входе в скважину, за счет уменьшения объема раствора, сокращение времени на механическое бурение, промывки, применение глинисто-полимерных растворов, растворов на нефтяной основе, пен. Но, учитывая низкие отрицательные температуры воздуха, при температуре входящего раствора ниже 20°С при использовании глинистого раствора, замораживается линия нагнетания раствора, что не дает возможности вести нормальное углубление скважины.
  
• 
  бурение активной составляющей многолетнемерзлой породы и пассивной производить раздельно, после
  
• 
  перекрытия колонной активной части;
  
• 
  применять обсадные трубы повышенной прочности и увеличенной толщиной стенки;
  
• 
  применять теплоизолированные обсадные трубы;
  
• 
  бурение интервалов многолетнемерзлой породы производить на обсадных трубах.
  

Проблемными при бурении скважин в многолетнемерзлых породах являются 2 основные зоны:

1. 
   активная, представлена льдистыми отложениями и песком, мощность составляет до 150 м, располагается в верхней части многолетнемерзлой породы;
   
2. 
   пассивная, представлена плотными глинами, располагается в нижней части многолетнемерзлой породы.
   

Основная опасность при бурении многолетнемерзлой породы это растепление активной части многолетне-мерзлой породы и образование несоизмеримых каверн и кратера на устье скважины, которые впоследствии могут стать причиной смятия колонн. Для предотвращения размыва и создания застойных зон в активной части многолетнемерзлой породы, бурение нужно осуществлять нестабилизированным раствором с повышенной вязкостью 100–120 сек. При этом температура входящего раствора должна быть минимально низкой. Проблема усложняется при бурении в условиях низких температур, при температуре закачиваемого раствора ниже 20°С, высока вероятность заморозки манифольда.

Бурение пассивной части многолетнемерзлой породы осложняется сальникообразованием, поэтому для предотвращения сальникообразований, вязкость раствора при входе в пассивную часть многолетнемерзлой породы снижается до 45 сек., при максимальной промывке. Практика показывает, что бурение двух несовместимых зон по данной технологии, как правило, проходит успешно.

Для бурения в многолетнемерзлых породах могут применяться РНО, оборудование устья скважины холодильными установками, пенами, при креплении разработаны теплоизоляционные трубы повышенной прочности и специальные цементы. Жидкость, находящаяся в кавернах, после окончания бурения начинает замерзать с периферии, сжимая жидкость, создавая давление на колонну. По мере замерзания колонны в незамерзшей части колонны создается давление, превышающее прочность труб на смятие. Для предотвращения смятия колонн на практике применяется метод управляемого замораживания разработанной в НКЛ ВНИИгаз. Прогрев скважины циркулирующей жидкостью с температурой 1-2°С и подачей 10-12 л/с, до снижения температуры за колонной до −1°С. При этом замерзание жидкости в каверне будет завершено.

В обсаженном стволе скважины в интервале залегания многолетнемерзлых пород и на 50 м ниже, обсадные колонны должны оснащаться жесткими центраторами-турбулизаторами типа ЦТГ. Для обсадных колонн диаметром 324 мм и более допускается применение жестких центраторов типа «стрингер» конструкции Тюмень НИИгипрогаз. В необсаженном стволе кондуктор необходимо оснащать центраторами типа ЦЦ-1. В обсаженном или открытом стволе скважины ниже многолетнемерзлой породы с углом наклона до 250 возможно использование упругих центраторов типа ЦЦ-1. Для наклонных более 250 и горизонтальных участков ствола скважины необходимо применять жестко упругие центраторы типа ЦЦ-2,4 или жесткие – типа ЦТГ. Потайные колонны, особенно выполняющие роль части эксплуатационной или перекрывающие верхний этаж нефтегазоносности, должны обязательно оснащаться заколонными пакерами. Буферные жидкости для цементирования обсадных колонн, в том числе в случаях, предусматривающих вымыв жидкости на поверхность, должны быть незамерзающими.