Недостаточная очистка ствола скважины

Если очистка ствола скважины от осколков породы не будут удаляться достаточно эффективно, то они будут оседать вокруг колонны, обычно в области КНБК, заваливая трубы и зажимая колонну до возникновения прихвата. Проблема усугубляется наличием утолщенных участков ствола, где затрубные скорости уменьшены. Осколки накапливаются и оседают в скважине.

Осколки соскребаются стабилизаторами и долотом при движении КНБК в верх. Они накапливаются на поверхностях стабилизаторов и долота как видно из рисунка ниже. Затяжка будет увеличиваться до тех пор, пока количество осколков не окажется достаточным для возникновения прихвата КНБК.

Скважины с высоким углом бурения являются более трудными для очистки, чем вертикальные из-за выпадения твердых частиц на нижнюю стенку ствола. В вертикальных скважинах, при условии высокой скорости циркуляции, очистка ствола не вызывает проблем. В наклонных скважинах с углом более 30 град., осколкам породы, чтобы упасть на нижнюю стенку забоя, нужно пройти короткую дистанцию. Образуется подстилка из осколков, которую не так – то легко удалить. Во время подъема колонны, эти осколки соскребаются верхними поверхностями стабилизаторов и долота, где, накапливаясь, могут образовать пробку и заклинить колонну.

На диаграмме внизу показаны различные скорости в затрубном пространстве, необходимые для очистки стволов с увеличивающимся наклоном. Реальные скорости в затрубном пространстве, необходимые для очистки, зависят от свойств бурового раствора и размеров частиц.

В скважинах с наклоном стволов в пределах 50 – 60 град, подушка из осколков стремится сползти вниз при остановке прокачки и это приводит к серьезным проблемам с их очисткой.

При углах наклона больше 60 град., подушка из осколков остается неподвижной при остановке насосов.

Крутящий момент и давление прокачки часто возрастают одновременно из-за недостаточной очистки забоя. При прокачке жидкости в течение длительного времени. осколки поднимаются выше КНБК и при возобновлении бурения давление и крутящий момент нормализуются. Если каждый раз момент и давление изменяются таким образом, то это прямо указывает на недостаточную очистку скважины.

Осколки породы вокруг КНБК увеличивают затяжку

Недостаточная очистка ствола скважины

Рисунок 1

Рисунок потока частиц в наклонных стволах (из ВР исследований)

Недостаточная очистка ствола скважины

Рисунок 2

Причины для беспокойства

  •  Недостаточное количество осколков на виброситах. Может пройти долгое время, в течение которого на виброситах будет мало осколков бурения до наступления “обвального “ роста затяжки и крутящего момента.
  •  Чрезмерная затяжка при выполнении соединений и спускоподъемных операциях.
  •  Уменьшение затяжки при прокачивании.
  •  Беспорядочно меняющийся и возрастающий момент при бурении.
  •  Увеличение давления на выходе насосов и пиков флуктуации давления, поскольку ствол оказывается моментально перекрытым.
  •  Давление оказывается на много выше чем предсказывается гидравлической программой. (при условии, что результаты вычислений программы ранее были сравнимыми с действительными параметрами скважины).
  •  Стабилизаторы и долото завалены осколками породы.
  •  Уменьшение отношения вес/момент в конце бурения и некоторая нормализация отношения вес/момент после наворота следующей трубы.
  •  Высокая скорость проходки / большой диаметр ствола.
  •  Большой размер затрубного пространства в сочетании с низкой скоростью потока.
  •  Наличие размыва в открытой скважине (действительная задержка больше вычисленной).

Идентификация прихвата.

  •  Быстрый прихват после окончания прокачки.
  •  Отсутствие циркуляции.

Превентивные действия.

1. Планирование :

а) На участках с большим диаметром, скорости циркуляции являются наиболее важными и их необходимо поддерживать настолько большими, насколько это возможно. Если давление насосов является ограничивающим фактором, то необходимо рассмотреть вопрос по использованию бурильных труб с большим внутренним диаметром, большими размерами сопел на долоте и уменьшении веса бурильных труб для уменьшения потерь на трение.

b) Изучите текущие параметры скважины на предмет обнаружения уширений в стволе и включите их в вычисления минимальной скорости потока.

с) Углы наклона стволов в пределах 50 – 60 град. являются наиболее трудными для очистки. Подушка из осколков пробуренной породы стремится соскользнуть вниз и может накапливаться, образовывая “завалы” в стволе. Это необходимо учитывать при планировании скважин с такими наклонами.

d) Необходимо создавать условия для турбулентного движения потока бурового раствора в затрубном пространстве, чтобы разрушать “подушку “ из отложений на нижней стенке ствола. Для этого очень часто требуется снижать вязкость бурового раствора.

е) Необходимо включать в планы регулярную очистку ствола вайпером.

f) Верхний привод необходимо использовать для разрушения подушки из отложений.

Уширение скважины от забоя к устью и поддержание циркуляции должны выполняться при спускоподъемных операциях для разрушения подушки из отложений и очистки ствола.

2. Мероприятия на буровой :

а) Поддерживайте циркуляцию и промывайте скважину до удаления всех твердых частиц перед подъемом колонны. После подъема долота с забоя поддерживайте циркуляцию, если на вибраситах будут появляться осколки. Во время прокачки поворачивайте и расхаживайте колонну. Это приведет к подъему частиц с подушки и предотвратит прихват.

b) Ни в коем случае не понижайте скорость потока ниже минимально необходимой для очистки скважины.

с) Для скважин с большими углами наклона увеличение вязкости и резкое увеличение давления не улучшает условия очистки. Если подушка из отложений уже образовалась, то очистку скважины улучшит резкое снижение вязкости раствора, приводящее к повышению турбулентности потока. Эти действия должны следовать после эффективного “взбалтывания” подушки трубой и поднятия частиц с поверхности подушки.

d) Сводите к минимуму увеличение расчетного диаметра ствола, где затрубные скорости уменьшаются и увеличивается вероятность образования отложений осколков бурения.

Если пробурен слишком большой зумпф для обсаживания какого-либо участка, то это приведет к серьезным проблемам очистки ствола в последующих секциях скважины, т. к. этим самым создаются условия для резкого снижения затрубных скоростей и ламиниризации потока в этой области.

К нежелательным явлениям, вызывающим увеличение расчетного диаметра ствола относятся :

  •  Чрезмерно высокие скорости потока и струи из насадок. (Размывание). Однако, они могут потребоваться для очистки скважины.
  •  Недостаточный вес бурового раствора (Обвалы)
  •  Неправильный состав раствора. (растворимые формации)

е) Не превышайте скорость проходки при которой могут быть удалены осколки.

f) Постоянно наблюдайте за виброситами и убеждайтесь в эффективности очистки суважины

g) Убеждайтесь в том, что объем удаляемых осколков породы находится в соответствии со скоростью проходки. Вибрасита дают раннюю информацию о возникновении проблем с очисткой ствола.

h) При бурении наклонных скважин без вращения колонны, подушка из осколков, по – видимому, не может быть разрушена. Если есть возможность, то вращайте колонну перед ее подъемом.

i) При промывке скважины – расхаживайте и вращайте колонну для “ взбаламучивания “ подушки.

j) При бурении постоянно будьте готовы к промывке.

k) Для скважин с низкими (< 45 град) углами наклона поддерживайте точку текучести бурового раствора на высоком уровне.

l) Регулярно чистите ствол вайпером в скважинах с высоким углом наклона, разрушая подушку из осколков. Постоянно будьте готовы к остановке бурения и промывке ствола при увеличении затяжки.

0

Добавить комментарий

Войти с помощью: