Разработка проектных решений по предотвращению (ликвидации) прихватов при бурении горизонтальной скважины на Мултановском месторождении
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
4. Обзор по прихватам « Прихват – случай, когда бурильная колонна не может свободно двигаться вверх-вниз, вращаться и/или пропускать буровой раствор. При этом работы на скважине приостанавливаются, так как нет возможности сдвинуть буровую колонну, хвостовик, обсадную колонну или каротажный кабель с данной позиции. Следовательно, прихват может произойти во время бурения, наращивания труб, каротаже, испытании скважины, проработки ствола скважины или при выполнении других работ, связанных со спуском в скважину съемных частей бурового оборудования. Причины возникновения прихватов - несоответствие проекта строительства скважины реальным условиям бурения - недостаточная мощность буровой установки - плохая организация работ - слабый контроль бурения скважины - высокая механическая скорость бурения при недостаточной очистке ствола cкважины - отсутствие контроля над скручивающими и осевыми нагрузками - бурение скважин сложной конструкции, сложной траекторией - применение КНБК сложной конструкции - применение несоответствующих буровых растворов - бурение высокопроницаемых пластов с низким поровым давлением - неверная передача смены / вахты - неправильная реакция на события  Рисунок 4.1. Причины возникновения прихватов в процентном соотношении Закупоривание твердыми частицами - промывка скважины - рыхлые пласты - реактивные глины - глины с нормальным и повышенным давлением - трещиноватые породы и разломы - засорение скважины - незатвердевший цемент (наполнители) - цементные блоки Зашламование скважины Причина: - низкая скорость потока промывочной жидкости в затрубе, используется буровой раствор низкого качества, недостаточное вращение бурильной колонны - зенитный угол более 30 градусов - состояние ствола скважины (кавернозность) - расход промывочной жидкости не соответствует механической скорости бурения Проявление: - при бурении Признаки: - увеличение крутящего момента и осевых нагрузок во время бурения - снижение выхода шлама на виброситах - увеличением давления в нагнетательной линии - плохая передача нагрузки на долото - увеличение веса при подъеме колонны - повторным перемалыванием шлама Профилактические меры: - изменить режим расхаживания и проработки - обеспечить оптимальный режим промывки - контролировать шлам на ситах - подбор оптимальных реологических свойств бурового раствора - использование различных пачек для улучшения выноса шлама Рыхлые (слабосцементируемые), трещиноватые, пластичные породы и разломы Причина: - Слабая или полностью отсутствуют связи между частицами горной породы - Фильтрат, проникая в породы, ослабляет связи между частицами горной породы - Недостаточная репрессия на стенки скважины (стенки скважины не укрепляются противодавлением бурового раствора) - Выдавлиние горным давлением пластичных пород (соли, глины) Проявления: - При бурении, СПО Признаки: - Увеличение давления в циркуляционной системе - Увеличение крутящего момента и осевых нагрузок - Появление затяжек при наращивании - На забое накапливается шлам - Происходит увеличение шлама на виброситах Профилактические меры: - Обеспечить оптимальный режим промывки - Подбор оптимальных реологических свойств бурового раствора - Использование легких или тяжелых тампонов - Обеспечить оптимальное движение бурильной колонны (скорость СПО, скорость вращения) - Шаблонировки - Бурение пилотного ствола - При достижении забоя, восстанавливать циркуляцию с малым расходом Цементные блоки Причина: - Выпадение кусков (блоков) затвердевшего цемента и заклинивание бурильной колонны Проявление: - В любое время при работе с цементным мостом, выпадении цемента из-за колонны Признаки: - Подклинки, увеличение момента вращения бурильной колонны, куски цемента на виброситах Профилактические меры: - Время ОЗЦ - Ограничивать скорость спуска, скорость подачи нагрузки при разбуривании» [14] Дифференциальный прихват  Рисунок 4.2. Дифференциальный прихват « Дифференциальный прихват может произойти только в интервале проницаемого пласта. Прихват внутри обсадной колонны маловероятен, за исключением тех случаев, когда в ней появились каналы жидкости, такие как перфорациооные отверстия или негерметичности из-за сильного износа обсадной колонны.» [15] « Причина: - Величина перепада давления (репрессия) между гидростатическим (буровой раствор) и пластовым давлением - Фильтрационно-емкостные свойства пласта - Параметры фильтрационной корки Проявление: - Уменьшается перепад давление на стояке в процессе слайдирования - Положение отклонителя не меняется на маниторе Признаки: - Избыточный вес на крюке - Невозможность свободно вращать бурильную колонну Профилактические меры: - Колонна всегда должна быть в движении. Планируйте минимизировать время, когда колонна находится в статическом положении (наращивание, ремонт, исследования) - После вскрытия кровли продуктивного пласта перед остановкой (взятие замера, наращиванием и др. работами) необходимо продлить время промывки - Контакт колонны со стенкой скважины - По возможности длина КНБК должна быть минимальной - Максимально центрировать КНБК. Применять спиральные УБТ Информирование буровой бригады: - Члены вахты должны знать глубину проницаемых пластов и величину репрессии в этих зонах Геометрия ствола скважины - Уступы и искривления - Сужение диаметра ствола скважины - Подвижные породы - Жесткие компоновки - Прихваты вследствие образования желобов Уступы и искривления Причина: - Уступы на участке сопряжения мягких и твердых пород - Резкое искривление: - Прихват КНБК на участке резкого искривления - Центрирующие элементы застревают в уступах Проявление: - Перемешивающиеся слои твердых и мягких пород - Пласты с разрывами и трещинами - Частое изменение зенитного и азимутального углов - Случается при роторном и турбинном бурении Признаки: - Беспорядочные перегрузки и посадки инструмента - Возникновение осложнений через повторяющиеся равные интервалы - Осложнения не исчезают при циркуляции ниже проблемной зоны - Возможна полная циркуляция Профилактические меры: - Использовать компактное КНБК (если это возможно) - Минимизировать изменение траектории скважины - Минимизировать изменения конфигураций КНБК в пластах с высокой вероятностью возникновения уступов - Предусмотреть рейсы для проработки / расширки ствола скважины - Регистрировать глубины уступов и других аномалий - Снизить скорость спуска перед участком с уступом или искривлением - Избегать длительной циркуляции в интервалах мягких перемеживающихся пород - При выходе в твердые породы ограничить начальный вес не менее чем на 50% для снижения влияния механического момента - Не начинать набор угла близко к башмаку обсадной колонны - Производить оптимизацию роторного и турбинного бурения в зависимости от литологии Сужение диаметра ствола скважины Причины: - Твердые абразивные породы изнашивают долото, что приводит к сужению ствола скважины - При быстром спуске без проработки, новое долото заклинивается в интервале сужения ствола Проявление: - После спуска нового долота - Спуск алмазной коронки после бурения трехшарошечным долотом - После смены КНБК - При бурении абразивных пород - После отбора керна - При бурении с недостаточным расходом бурового раствора Признаки: - Диаметры долота и стабилизаторов меньше номинальных - Проявляется как правило при спуске инструмента - Внезапная посадка инструмента - Циркуляция свободная и слегка ограничена - Прихват происходит у забоя скважины или в интервале отбора керна Профилактические меры: - Использовать кольца – шаблоны для замера диаметра долот, стабилизаторов - Записывать интервалы сужений при СПО - Производить проработку интервалы сужения ствола скважины - Снизить скорость спуска КНБК при входе в предполагаемую зону сужения ствола скважины - Рассмотреть возможность применения шарошечных расширителей - Производить замеры элементов КНБК перед спуском и после подъема Подвижные породы Причина: - Пластичные подвижные породы деформируются под действием горного давления - Покрывающие пласты вытесняют породу из-за недостаточного удельного веса бурового раствора Проявление: - Зоны пластичных глин или солевых отложений - Чаще встречается при бурении Признаки: - Рост давления в бурильной колонне - Прихват КНБК в интервале подвижных пород - Циркуляция не полная в интервале подвижных пород Профилактические меры: - Поддержание приемлемой плотности промывочной жидкости. Выбор соответствующих рецептур бурового раствора при бурении данных пластов - При бурении подвижных соляных отложений предусмотреть применение рассолов для предупреждения образования каверн - Предусмотреть рейсы для расширения ствола - Предусмотреть использования бицентричных алмазных долот - Ускорить сроки крепления таких интервалов обсадной колонной - Снизить скорость спуска перед входом КНБК в осложненные зоны Жесткие компоновки Причина: - Более жесткая КНБК спускается в пробуренный ствол и не подходит для интенсивности кривизны - Заклинка КНБК Проявление: - При наличии интервалов с интенсивным искривлением - Спуск элементов КНБК с большим наружным диаметром - Наиболее вероятно при спуске Признаки: - Рост давления в бурильной колонне - Прихват КНБК в интервале подвижных пород - Циркуляция не полная в интервале подвижных пород Профилактические меры: - Рассмотреть возможность спуска прежней или аналогичной конфигурации КНБК - Снизить скорость спуска при подходе к интервалам с интенсивной кривизной - Проработать данные участки с соответствующей производительностью насоса и с вращением бурильных труб Образование желобов Причина: - Трение бурильной трубы о стенку скважины вызывает образование желоба - Бурильные замки или КНБК прихватываются при прохождения интервала с желобами Проявление: - При интенсивном изменении зенитного или азимутального углов - После продолжительного бурения, без проведения проработок - При подъеме инструмента Признаки: - Проявляется только при подъеме - Внезапная затяжка, когда КНБК достигает желоба - Циркуляция полная - Возможно свободное движение КНБК в интервале ниже желоба Профилактические меры: - Минимизация интенсивности кривизны - При наличии интервала искривления необходимы рейсы с расширителем - При высокой вероятности прихвата рассмотреть возможность спуска расширителя для расширения или ликвидации желобов Методы освобождения прихваченного инструмента (общие рекомендации) - Колонну следует двигать в направлении противоположном движению колонны до прихвата - Планируйте возможность вращения колонны, что поможет решить многие проблемы - Планируйте возможность вращения колонны с приложением нагрузки в нейтральной точке - Работайте ясом в направлении противоположном движению колонны до прихвата - В случае дифференциального прихвата расхаживайте колонну с приложением нагрузки и крутящего момента вправо - В вертикальных скважинах - расхаживать вниз - В наклонно-направленных скважинах - расхаживать вниз или вверх - Если долото на забое, расхаживайте колонну с приложением крутящего момента, натяжения и создания депрессии - Создавайте крутящий момент и натяжение колонны в допустимых пределах - Приготовьте в емкостях раствор для освобождения прихваченного инструмента Освобождение прихвата в случае закупоривания Первоначальные действия: - Восстановление циркуляции (закачка производится при низком давлении 14-21атм; нельзя превышать давление разрыва в какой-либо точки скважины) - Попробуйте восстановить циркуляцию полностью, если это не получится, оставьте колонну под давлением и контролируйте истечение промывочной жидкости в кольцевом пространстве - Выбрать (натянуть) вес колонны до нейтральной точки, сделать на трубе метку, создать максимальный крутящий момент на инструмент, снизить вес до первоначального значения - Повторять данные операции до тех пор, пока не появится циркуляция или освободится инструмент Последующие действия: - Прикладывать максимальный крутящий момент и расхаживать колонну, прилагая силу натяжения, равную весу свободной части колонны труб - Начать работу ясом вниз / вверх с минимальными нагрузками и постепенно увеличивать до максимальных значений Важные моменты: - Если произошел прихват во время движения колонны вверх или колонна была в статическом положении, то нельзя работать ясом в направлении вверх - Если произошел прихват во время движения колонны вниз, то нельзя работать ясом в направлении вниз - При определении веса свободной части колонны учитывайте силы трения и осевые нагрузки на трубу Освобождение прихвата при дифференциальном давлении Первоначальные действия: - Произвести циркуляцию с максимальной производительностью для очистки корки вокруг КНБК (может быть невозможно из-за ограничений эквивалентной плотности циркуляции) - Расхаживать трубу с приложением максимального крутящего момента до глубины прихвата - Остановить или снизить скорость подачи насоса до минимальной - Разгрузить колонну до максимально нижнего предела - Выделить достаточно времени для работы с ясом - Если колонна не освобождается, приложить крутящий момент и продолжить работу с ясом с максимальной нагрузкой Последующие действия: - Если после 5-10 ударов ясом колонна не освободилась, продолжать работу ясом и готовить закачку освобождающих тампонов - Можно снизить плотность раствора до безопасного уровня (осуществлять постоянный контроль скважины) - Закачать и подождать проникновения тампонов, согласно рекомендациям производителей Когда колонна освобождена: - Производить вращение и расхаживание колонны - Произвести промывку скважины с максимальной производительностью насосов - Замерить и, при необходимости, привести в соответствие параметры промывочной жидкости Освобождение прихвата в результате геометрии скважины Первоначальные действия: - Если прихват произошел при подъеме, следует приложить крутящий момент и начать работу ясом вниз с минимальным усилием (если яс гидравлический), постепенно повышая ударное усилие яса - Если прихват произошел при спуске, следует осторожно приложить крутящий момент и начать работу ясом вверх с минимальным усилием (если яс гидравлический), постепенно повышая ударное усилие яса Последующие действия: - Если прихват произошел в известковой или меловой породе, можно применить кислотную обработку - Если прихват произошел в соляной породе, можно применить закачку пресной воды После освобождения инструмента: - Произвести циркуляцию при максимальном расходе, применить вращение и расхаживание колонны - Проработать интервал расширителем при подъеме и спуске - Промыть скважину» [14] В таблицах 4.1.,4.2. и 4.3. приводятся интервалы осложнений на Мултановском месторождении « Таблица 4.1. - Осыпи и обвалы стенок скважин
Таблица 4.7. - Прихватоопасные зоны
Таблица 4.3. - Прочие возможные осложнения
Далее приводятся список мероприятий, которые следует выполнить для того, чтобы избежать различных типов прихватов на Мултановском месторождении. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||