Table Of ContentРУКОВОДСТВО ПО ТЕХНОЛОГИЯМ
БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
ПРИХВАТ ТРУБ
Буровые растворы Baroid
РУКОВОДСТВО ПО ТЕХНОЛОГИЯМ
БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
ПРИХВАТ ТРУБ
СОДЕРЖАНИЕ
ПРИХВАТ ТРУБ
ПРИХВАТ ТРУБ .................................................................................................. 3
ПРИЧИНЫ ПРИХВАТА ТРУБ ............................................................................... 3
Образование желобов на стенках скважины:.......................................... 3
Частицы в скважине: .............................................................................. 3
Ствол скважины с диаметром меньше номинального:............................ 5
Прихват труб из!за перепада давления в стволе скважины..................... 6
Сила прихвата из!за перепада давления в стволе скважины..... 6
Предотвращение прихвата за счет перепада давления
в стволе скважины.................................................................... 7
Освобождение трубы, прихваченной за счет перепада
давления в стволе скважины..................................................... 7
Последние лабораторные исследования прихвата за счет
перепада давления в стволе скважины:.................................... 7
ДИАГНОСТИКА НА БУРОВОЙ ............................................................................ 9
РАСТВОРЫ ДЛЯ ОСВОБОЖДЕНИЯ ОТ ПРИХВАТА ........................................ 12
Неутяжеленные растворы для освобождения от прихвата.................... 12
Утяжеленные растворы для освобождения от прихвата........................ 12
ПРИХВАТ ТРУБ
Периодически в процессе бурения возникает
прихват бурильной колонны, и ее нельзя поднять,
опустить или вращать. Прихват трубы обходится до(cid:29)
рого и вызывает осложнения. Специальные инстру(cid:29)
менты, специализированные технические услуги и
специальное кондиционирование бурового раство(cid:29)
ра для освобождения трубы служат источниками
расходов, не говоря о потерях рабочего времени бу(cid:29)
ровой установки. За время, требуемое для освобож(cid:29)
дения трубы и возврата к бурению, может ухудшить(cid:29)
ся стабильность необсаженной скважины. По этой
причине предотвращение прихвата труб и ускоре(cid:29)
ние их освобождения в случае его возникновения
имеют важное значение для буровых операций. СЕЧЕНИЕ А!А
ПРИЧИНЫ ПРИХВАТА ТРУБ
Прихват бурильных труб может вызываться причи(cid:29)
нами, описанными ниже. Возможно, что возникно(cid:29)
вению конкретной ситуации с прихватом труб спо(cid:29)
собствуют несколько причин:
1. Образование желобов на стенках скважины
2. Частицы в скважине
3. Ствол скважины с диаметром меньше номиналь(cid:29)
ного
4. Перепад давления в стволе скважины
5. Вяжущие вещества. Рис. 1 — Образование Рис. 2 — Положение
желоба на стенке искрив! трубы после образова!
Образование желобов на стенках скважины: ленной скважины. ния желоба на стенке
В процессе бурения к долоту через УБТ прилага(cid:29) скважины.
ется нагрузка, и, как правило, бурильная труба нахо(cid:29)
дится в состоянии растяжения. Величина растяже(cid:29) образования желобов на стенках скважины влияет
ния постепенно возрастает вверх — от верха УБТ к смазывающая способность бурового раствора. Бу(cid:29)
столу бурового ротора. Если скважина отклоняется рильная труба будет медленнее врезаться в верхнюю
от вертикали, и при продолжении бурения эта часть сторону искривленного участка скважины, если ко(cid:29)
ствола противоположна натянутой бурильной тру(cid:29) эффициент смазывающей способности бурового
бе, то труба будет стремиться врезаться в стенку раствора будет низким (см. раздел «СМАЗЫВАЮЩАЯ
скважины. Это явление схематически проиллюстри(cid:29) СПОСОБНОСТЬ»).
ровано на Рис. 1 и 2.1 Оно называется образованием
желобов на стенках скважины (буквально, «прореза(cid:29) Частицы в скважине:
ние замочной скважины», поскольку поперечное се(cid:29) Твердые частицы любого характера, которые
чение скважины принимает форму замочной сква(cid:29) слишком велики, чтобы свободно пройти через за(cid:29)
жины). трубное пространство, могут заклиниваться между
В этом желобе вероятнее всего произойдет при(cid:29) бурильной колонной и стенками скважины и вызы(cid:29)
хват частей бурильной колонны с наибольшим диа(cid:29) вать прихват трубы. При этом частицы малого раз(cid:29)
метром. На Рис. 31 показан прихват УБТ в таком же(cid:29) мера могут вызывать прихват трубы против стабили(cid:29)
лобе. Особенно подвержены застреванию в желобе заторов большого диаметра или других частей «ком(cid:29)
различные компоненты «компоновки нижней часть поновки нижней части бурильной колонны». К чис(cid:29)
бурильной колонны». лу частиц, которые могут приводить к прихвату труб,
После образования желоба в скважине часть его относятся посторонние частицы типа шарошек до(cid:29)
конфигурации с малым диаметром необходимо рас(cid:29) лот или обломков породы, которые падают в затруб(cid:29)
ширить до диаметра, достаточно большого для про(cid:29) ное пространство со стенок скважины.
пускания всех частей бурильной колонны. Имеются Когда одновременно в скважину падает неболь(cid:29)
различные расширительные устройства для дости(cid:29) шое количество обломков породы, прихвата труб
жения этой цели, и действие такого устройства пока(cid:29) можно избежать умелой манипуляцией буровыми
зано на Рис. 4.1 инструментами. Путем осторожного подъема, вра(cid:29)
В прямой скважине желобы не образуются. Если щения или опускания бурильной колонны, а также
производится бурение скважины, близкой к вертика(cid:29) пуска и останова бурового насоса можно заставить
ли, проблемы в связи с образованием желобов на обломки породы упасть на забой, где их можно раз(cid:29)
стенках скважины сводятся к минимуму. На скорость рушить долотом. Иногда такие частицы можно раз(cid:29)
3
ным давлением, могут залегать по соседству с прони(cid:29)
цаемыми слоями, находящимися при нормальном
давлении. Пласты обоих типов можно бурить с ис(cid:29)
пользованием бурового раствора низкой плотности
без признаков на поверхности поступления пласто(cid:29)
вых флюидов. Единственным признаком на поверх(cid:29)
ности могут быть аномальные количества сланца,
возникающие на вибросите. Поровое давление слан(cid:29)
ца нельзя измерить опробованием испытателем пла(cid:29)
ста, спускаемым на бурильных трубах. Если необхо(cid:29)
димо проверить наличие отрицательного диффе(cid:29)
ренциального давления в сланце, его необходимо
оценить косвенными средствами (например, по
плотности сланца или анализом диаграммы карота(cid:29)
жа).
Сланцы Спрингер и Атока, встречающиеся в от(cid:29)
СЕЧЕНИЕ В!В
дельных районах бассейна Анадарко, служат пре(cid:29)
красными примерами хрупких сланцев, находящих(cid:29)
ся под действием тектонических напряжений. Оба
пласта имеют достаточно большой геологический
возраст (Пенсильванские слои старше 200000000
лет), и оба подвержены напряжениям, сопряженным
с образованием гор. Пласты сланцев часто круто па(cid:29)
дают от горизонтали, являются весьма трещинова(cid:29)
тыми и содержат слои расширяющихся сланцев, пе(cid:29)
Т
Б
У ремежающихся хрупкими нерасширяющимися
сланцами.
При поглощении воды этими сланцами происхо(cid:29)
дит интенсивное обрушение. Проникновение воды в
систему микротрещин вызывает расширение, доста(cid:29)
Рис. 3 — Прихват УБТ в Рис. 4 — Действие рас!
точное для того, чтобы заставить массы частиц слан(cid:29)
желобе. ширителя при расшире!
ца отделиться от стенок скважины. Неодинаковое
нии желоба.
разбухание расширяющихся и нерасширяющихся
сланцев вынуждает хрупкие слои разрушаться и па(cid:29)
молоть, зажав между бурильной колонной и стенка(cid:29) дать в скважину.
ми скважины. Однако при этом возможно образова(cid:29) Дополнительным источником частиц в скважине,
ние больших каверн в прихваченной трубе. С боль(cid:29) которые могут вызвать прихват труб, являются усту(cid:29)
шим количеством крупных частиц, внезапно упав(cid:29) пы, которые могут образоваться при бурении. Это
ших в скважину, вряд ли можно справиться даже са(cid:29) состояние показано на Рис. 5. Тонкие прослойки по(cid:29)
мыми умелыми манипуляциями буровым инстру(cid:29)
ментом.
Существует два определенных подземных усло(cid:29) Рис. 5
вия, в результате которых происходит значительное
обрушение. Это отрицательное дифференциальное
давление и наличие хрупкого сланца, находящегося
под действием тектонических напряжений.
Отрицательное дифференциальное давление
возникает, когда гидростатический напор столба бу(cid:29)
рового раствора меньше давления на поровые
флюиды пласта. Значительное обрушение из(cid:29)за от(cid:29)
рицательного дифференциального давления, как
правило, возникает при бурении с очисткой забоя
воздухом или газом. Когда долото проходит через
находящиеся под давлением и относительно непро(cid:29) ИНТЕРВАЛ
ницаемые породы с использованием в качестве бу(cid:29) СЛАНЦА
рового флюида воздуха или газа, логично ожидать
падения в скважину некоторых фрагментов породы.
Если поры заполнены водой, характер обрушения
является менее эффектным. Обрушение является
обычным явлением при бурении с очисткой забоя
воздухом или газом и при возникновении не являет(cid:29)
ся неожиданным. Однако при бурении с использова(cid:29)
нием бурового раствора это явление интерпретиро(cid:29)
вать сложнее. Сланцы, находящиеся под аномаль(cid:29)
4
роды, не затрагиваемой водой, лежат между слоями, 1. Вес перекрывающих пород,
которые растворяются или диспергируются водой. 2. Аномальное поровое давление и
Впоследних слоях возникают размывы, которые ос(cid:29) 3. Сцепление между шламом и стенкой скважины.
тавляют уступ без опоры сверху или снизу. От удара Смыкание скважины под действием веса пере(cid:29)
бурильной трубой, особенно при подъеме или спус(cid:29) крывающих пород может произойти в сланце, кото(cid:29)
ке, может произойти откалывание части уступа, что рый является пластичным или легко деформируе(cid:29)
изображено на Рис. 6. мым после приложения напряжения. Такой сланец
будет иметь высокое содержание воды и, возможно,
Рис. 6 высокое содержание смектита (расширяющейся
глины). Сланцы этого типа встречаются, как прави(cid:29)
ло, на небольших глубинах в молодых пластах.
БУРОВОЙ РАСТВОР Когда через такого рода сланцы проходит долото
с использованием естественного бурового раствора,
образующегося в процессе бурения, гидростатиче2
ское давление грунта на рассматриваемой глубине
превышает гидростатическое давление бурового
БУРИЛЬНАЯ ТРУБА
раствора, что приведет к смыканию скважины. Пред(cid:29)
ставим, например, что бурение производится буро(cid:29)
вым раствором плотностью 9 фунтов/галлон. Плот(cid:29)
ность сланца указанного типа составит 15 фунтов/
галлон. На глубине 2000 футов гидростатическое
ИНТЕРВАЛ давление бурового раствора составит 936 psi, а гид(cid:29)
СЛАНЦА ростатическое давление грунта— 1560 psi. Поэтому
будет иметь место максимальное дифференциаль(cid:29)
ное давление 624 psi, направленное из пласта в сква(cid:29)
жину. Если при таком давлении сланец будет дефор(cid:29)
мироваться, то скважина сомкнется.
Ствол скважины с диаметром меньше номиналь(cid:29)
УБТ ного из(cid:29)за аномального порового давления может
образоваться из(cid:29)за высокого содержания воды в
ДОЛОТО сланцах, находящихся под геостатическим давлени(cid:29)
ем. Они стали сжатыми из(cid:29)за того, что в процессе
осадкообразования и уплотнения в них не было пу(cid:29)
тей для ухода поровой воды. По этой причине поро(cid:29)
Количество частиц из этого источника будет не(cid:29) вые флюиды выдерживают часть веса перекрываю(cid:29)
велико, но они могут представлять серьезную угрозу щих пород и вследствие этого сжимаются. Когда че(cid:29)
прихвата труб. Эти частицы не могут легко прова(cid:29) рез массу сланца такого рода проходит буровой рас(cid:29)
литься до забоя, где их можно размолоть, из(cid:29)за их твор с плотностью, недостаточной для уравновеши(cid:29)
большого размера. Они не могут легко разрушиться вания порового давления, то поровые флюиды рас(cid:29)
между бурильной колонной и стенками скважины, ширяются, и сланец выдавливается в скважину. Это
поскольку породы, не затрагиваемые водой, часто явление может происходить практически на любой
обладают высокой структурной прочностью. Лучше глубине.
всего предотвращать образование уступов профи(cid:29) Ствол скважины с диаметром меньше номиналь(cid:29)
лактическими размывами. На этих размытых участ(cid:29) ного повсеместно встречается при бурении мощно(cid:29)
ках могут также накапливаться большие количества го соляного интервала с использованием бурового
шлама, который может свабироваться в скважину раствора на углеводородной основе. После первона(cid:29)
или иначе смещаться, вызывая прихват труб. чальной проходки долотом диаметр скважины в
Предотвращение прихвата труб из(cid:29)за наличия точности равен номинальному. Впоследствии вес
частиц в скважине по существу является проблемой перекрывающих пород может заставить соль вытечь
поддержания стабильности ствола скважины. Посту(cid:29) в ствол скважины, что приведет к получению ствола
пление частиц в скважину, будь то из(cid:29)за порового скважины с диаметром меньше номинального. В слу(cid:29)
чае прихвата труб в таких условиях освободить тру(cid:29)
давления или тектонических напряжений либо усту(cid:29)
бу обычно удается подачей порции пресной воды.
пов, можно в значительной степени контролиро(cid:29)
Уменьшение диаметра ствола ниже номинально(cid:29)
вать, регулируя химический состав бурового раство(cid:29)
го вследствие сцепления между буровым шламом и
ра и его плотность (см. раздел «НЕСТАБИЛЬНОСТЬ
стенками скважины было выявлено сравнительно
СТВОЛА СКВАЖИНЫ»).
недавно и пока еще не исследовано в достаточной
степени. Сцепление бурового шлама с долотом и
Ствол скважины с диаметром меньше
УБТ наблюдается в течение многих лет. Выражение
номинального:
«образование сальника на долоте» почти так же ста(cid:29)
Ствол скважины с диаметром меньше номиналь(cid:29)
ро, как само бурение. Поскольку сила сцепления ме(cid:29)
ного означает ствол с диаметром, меньшим, чем диа(cid:29)
жду буровым шламом и долотом, а также сила сцеп(cid:29)
метр долота, использовавшегося для его бурения. Та(cid:29)
ления между частицами глины в значительной сте(cid:29)
кой ствол может быть результатом любой из следую(cid:29) пени зависят от содержания воды в шламе, два этих
щих естественных причин: явления, возможно, связаны.
5
В процессе недавнего бурения скважины в Север(cid:29) В МОМЕНТ ПРИХВАТА
ном море, например, было отмечено, что молодой в
геологическом отношении сланец с высоким содер(cid:29)
жанием воды, содержащий сильно расширяющиеся
глины, налипал на УБТ отчетливыми кольцевидны(cid:29)
ми слоями. Аналогичное нарастание глины, возмож(cid:29)
но, происходит в стволе скважины, поскольку кавер(cid:29) ГЛИНИСТАЯ
нограмма свидетельствовала о наличии исключи(cid:29) УБТ КОРКА
тельно однородного уменьшения диаметра от номи(cid:29)
нального порядка от 1/ до 1/ дюйма на сотнях футов
4 2
необсаженной скважины.2 Аналогичные наблюдения
часто делаются при бурении морских скважин в
Мексиканском заливе.
Не стоит и говорить, что прихват труб весьма ве(cid:29) ИЗОЛИРОВАННАЯ
роятен в стволе скважины с диаметром меньше но(cid:29) ЗОНА
минального. Для предотвращения прихвата труб
ВСКОРЕ ПОСЛЕ ЭТОГО
диаметр ствола скважины необходимо поддержи(cid:29)
вать на номинальном уровне. Эффективного реше(cid:29)
ПЕРВОНАЧАЛЬНАЯ
ния проблемы можно добиться посредством регули(cid:29)
ТОЛЩИНА
рования химического состава и плотности бурового КОРКИ
раствора (см. раздел «НЕСТАБИЛЬНОСТЬ СТВОЛА
СКВАЖИНЫ»).
Прихват труб из1за перепада давления в
стволе скважины
Прихват за счет перепада давления в стволе сква(cid:29)
НЕСКОЛЬКО
жины определяется как прихват трубы к проницае(cid:29)
УТОЛЩЕННАЯ
мому пласту в результате превышения давлением бу(cid:29) ГЛИНИСТАЯ КОРКА И
ИЗОЛИРОВАННАЯ
рового раствора в стволе скважины давления поро(cid:29) СКРУГЛЕНИЕ
ЗОНА
вого флюида. Причина возникновения прихвата
этого типа показана на Рис. 7.3 Прихват за счет пере(cid:29) Рис. 7 — Прихват бурильной трубы возникает, когда она
пада давления в стволе скважины может произойти в становится неподвижной, контактируя с проницаемым
любом месте производства работ, но, как правило, слоем. После нарастания корки внутрискважинное
случается там, где бурят глубокие скважины с ис(cid:29) давление прижимает трубу к корке.
пользованием буровых растворов высокой плотно(cid:29)
сти. Для предотвращения прихвата за счет перепада Этот перепад давления определяет силу, с кото(cid:29)
давления в стволе скважины проводят специальную рой труба (УБТ) прижимается к глинистой корке.
обработку бурового раствора и применяют буровые 2. Размер изолированной зоны.
инструменты, специально предназначенные для
Под изолированной зоной понимается часть тру(cid:29)
этой цели. В качестве профилактических мер при(cid:29)
бы, которая погружена в корку. Перепад давления,
менялся жесткий контроль фильтрации и добавле(cid:29)
приложенный к этой зоне, определяет общую силу, с
ние ПАВ к буровым растворам на водной основе. 4,5 В
которой труба прижимается к корке.
некоторых районах бурения регулярно производят
Размер изолированной зоны зависит от диаметра
замещение буровым раствором на углеводородной
скважины, диаметра трубы и толщины корки.
основе. Частое перемещение бурильной трубы явля(cid:29)
Толщина корки в свою очередь зависит от скоро(cid:29)
ется стандартным рабочим методом при глубоком
сти фильтрации бурового раствора в условиях, суще(cid:29)
бурении с использованием утяжеленного бурового
ствующих в интервале, где произошел прихват труб,
раствора. Эффективно также использование квад(cid:29)
и от времени, прошедшего с момента прихвата.
ратных и спиральных УБТ, которые сокращают пло(cid:29)
щадь контакта УБТ и глинистой корки. Прихват за 3. Трение между трубой и коркой.
счет перепада давления в стволе скважины характе(cid:29) Поскольку влажная глина прилипает к металлу,
ризуется следующим: трение в данном случае описывается формулой:
1. Прихват труб происходит после того, как буриль(cid:29) F = S + P6
ная колонна некоторое время была неподвиж(cid:29)
ГдеF = наблюдаемое трение,
ной.
S = сила, необходимая для преодоления трения, и
2. Буровой раствор будет циркулировать.
P = коэффициент, описывающий скобление твер(cid:29)
3. Труба не вращается, равно как и не перемещается
дых шероховатых тел посредством более мяг(cid:29)
вверх или вниз.
ких тел.
Общая сила сцепления зависит от количества,
Сила прихвата из1за перепада давления в
типа и влагосодержания твердой фазы, имеющейся в
стволе скважины:
глинистой корке. Количественно описать этот фак(cid:29)
Усилие, требуемое для освобождения трубы, при(cid:29) тор трудно ввиду сложности состава буровых рас(cid:29)
хваченной за счет перепада давления в стволе сква(cid:29) творов.
жины, зависит от следующих факторов:
4. Прочность глинистой корки.
1. Перепад между пластовым давлением и давлени(cid:29)
ем бурового раствора.
6
При вытягивании прихваченной трубы она мо(cid:29)
Рис. 8
жет быть чистой, или на УБТ может остаться при(cid:29) Угол контакта перед и после подачи
липшая корка. В таком случае вытягивание может раствора для освобождения от прихвата
представлять собой преодоление прочности на
сдвиг корки или преодоление сцепления между кор(cid:29) Первоначальное
положение бурильных Стенка скважины
кой и пластом в месте контакта со стенкой скважи(cid:29)
труб и УБТ
ны.
Если корка пристает к освобожденной трубе, сно(cid:29)
ва трудно определить компоненты, которые состав(cid:29) УБТ
ляют общее усилие, требуемое для освобождения,
ввиду сложности системы.
Предотвращение прихвата за счет перепада
давления в стволе скважины
Прихвата за счет перепада давления в стволе
скважины лучше всего избегать путем использова(cid:29) Окончательное положение бурильных труб и УБТ — перед
ния правильно составленного бурового раствора на закачкой раствора для освобождения от прихвата
углеводородной основе. К числу других полезных Первоначальная
профилактических мер относятся: глинистая корка
1. Использование бурового раствора с наименьшей
возможной плотностью.
2. Поддержание низкой скорости фильтрации.
3. Введение в буровой раствор на водной основе
смазывающего и увлажняющего агента (типа Окончательное положение бурильных труб и УБТ — после закачки
TORQ(cid:29)TRIMTM). раствора для освобождения от прихвата
4. Недопущение неподвижности трубы в течение
любого продолжительного времени. Сокращение гли!
нистой корки по!
сле заливки
Освобождение трубы, прихваченной за счет
раствора для ос!
перепада давления в стволе скважины вобождения от
Освобождение трубы, которая была прихвачена прихвата
за счет перепада давления в стволе скважины, сво(cid:29)
дится к уменьшению перепада давления, площади
изолированной зоны или трения между трубой и Освобождение трубы, которая была прихвачена
коркой на стенках скважины. Для освобождения тру(cid:29) за счет перепада давления в стволе скважины, с ис(cid:29)
бы, прихваченной за счет перепада давления в ство(cid:29) пользованием бурового раствора на углеводород(cid:29)
ле скважины, применяется метод установки опробо(cid:29) ной основе производится посредством следующих
вателя пласта, спускаемого на бурильных трубах, над методов:
зоной прихвата с последующим его открытием. При 1. Уменьшается изолированная площадь между тру(cid:29)
этом поровому давлению противодействует только бой и коркой в порядке, проиллюстрированном
гидростатическое давление флюидов, содержащих(cid:29) на Рис.8.7
ся в бурильной трубе. Этими флюидами может быть 2. Происходит дальнейшее сокращение изолиро(cid:29)
буровой раствор меньшей плотности, чем буровой ванной зоны, а также уменьшается трение (вклю(cid:29)
раствор в затрубном пространстве, или водяная по(cid:29) чая компоненты сцепления и скобления) путем
душка либо просто атмосферный воздух. Таким об(cid:29) проникновения углеводородов между трубой и
разом, перепад давления, прижимающий трубу к изолированной настенной коркой. Это проник(cid:29)
стенке скважины, можно сократить меньше чем до новение осуществляется наиболее эффективно,
нуля, в результате чего прихваченная труба отделяет(cid:29) если углеводород в составе бурового раствора на
ся от стенки. углеводородной основе имеет низкую вязкость, а
Методом, который чаще всего используется для также при наличии надлежащих ПАВ для содей(cid:29)
освобождения трубы, которая была прихвачена за ствия в смачивании углеводородом металла и
счет перепада давления в стволе скважины, является корки в точке контакта.
подача бурового раствора на углеводородной осно(cid:29)
ве. Трубу, которая была прихвачена за счет перепада Последние лабораторные исследования
давления в стволе скважины, обычно освобождают
прихвата за счет перепада давления в стволе
при подаче в зону прихвата бурового раствора над(cid:29)
скважины:
лежащего состава на углеводородной основе с плот(cid:29)
ностью, равной (или несколько превышающей) Недавно по экологическим соображениям было
плотность прежнего бурового раствора, с последую(cid:29) признано, что использование бурового раствора на
щими натяжением, вращением и посадкой трубы. углеводородной основе нежелательно в определен(cid:29)
Если ситуация в скважине такова, что после освобо(cid:29) ных районах. Поэтому были проведены лаборатор(cid:29)
ждения трубы необходимо продолжить бурение ные работы с целью создания бурового раствора на
скважины буровым раствором той же или большей водной основе, который был бы эффективен в каче(cid:29)
плотности, то всю скважину можно заполнить буро(cid:29) стве раствора для освобождения прихваченной тру(cid:29)
вым раствором на углеводородной основе. бы. Ниже приводится обзор работ, выполненных до
настоящего времени (осень 1974 г.).
7
Рис. 11
Рис. 9
Экспериментальные работы были выполнены на
установке компании Baroid для моделирования усло(cid:29)
вий в скважине, показанной на Рис.9. Смоделирован(cid:29)
ная проницаемая зона и смоделированные УБТ пока(cid:29)
заны на Рис.10 и 11, соответственно. Проницаемая
зона представляет собой цилиндр из Алоксита
(500мД). Усилие вытягивания прихваченных УБТ из(cid:29)
мерялось по величине растяжения оребренной труб(cid:29)
ки, прикрепленной к верху УБТ. Растяжение началось
при натяжении 130 фунтов; при натяжении усилием
1000 фунтов трубка растягивалась до предела.
Затем цилиндр помещался внутрь моделирующей
установки, УБТ устанавливалась в цилиндр, и моде(cid:29)
лирующая установка закрывалась. Производилась
циркуляция утяжеленного бурового раствора на
водной основе в процессе нагрева системы до 200°F.
Затем подавался перепад давления 3000 psi (превы(cid:29)
шение давления бурового раствора над поровым
давлением), и циркуляция продолжалась в течение
75 минут. В этот момент происходит прихват УБТ
Рис. 10 из(cid:29)за перепада давления. После этого на УБТ подава(cid:29)
лась испытуемая жидкость для освобождения от
прихвата, и проводилась выдержка в течение задан(cid:29)
ного периода времени. В конце периода выдержки
УБТ вытягивалась.
Эти эксперименты показали, что буровые раство(cid:29)
ры можно обрабатывать большими концентрация(cid:29)
ми средства TORQ(cid:29)TRIMTM с целью получения рас(cid:29)
твора для освобождения от прихвата с желательны(cid:29)
ми характеристиками смачивания углеводородом.
Полученные данные позволяют предположить,
что усилие, требуемое для освобождения трубы, при(cid:29)
хваченной из(cid:29)за перепада давления, можно значи(cid:29)
тельно снизить, подав буровой раствор на водной
основе, обработанный средством TORQ(cid:29)TRIMTM. Уси(cid:29)
лие, требуемое для вытягивания после подачи буро(cid:29)
вого раствора на углеводородной основе, показано в
ТаблицеI. Поскольку в настоящее время широко
применяются растворы для освобождения от при(cid:29)
хвата на углеводородной основе, можно сравнить
эффективность раствора на водной основе, обрабо(cid:29)
танного TORQ(cid:29)TRIMTM, с использованием показате(cid:29)
лей, приведенных в Таблицах I и II.
8
ДИАГНОСТИКА НА БУРОВОЙ Причины ограничения подвижности буровых
инструментов можно предположить по косвенным
признакам, полученным на поверхности. Влияние на
Угроза прихвата труб проявляется по крутящему мо(cid:29)
движение трубы подъема, вращения или опускания с
менту, торможению, образованию мостов и трудно(cid:29)
включенным или выключенным буровым насосом (cid:29)
стям при подъеме для выполнения соединений. Эти
вот примеры признаков, на основе которых можно
ситуации распространены в буровых операциях. Не(cid:29)
построить гипотетическую картину происходящего
обходимо осознавать причины невозможности сво(cid:29)
в скважине. Данные, полученные при тщательном
бодного перемещения буровых инструментов, с тем
изучении шлама, видимого на вибросите, весьма час(cid:29)
чтобы можно было принимать обоснованные реше(cid:29)
то служат признаком источника осложнений в сква(cid:29)
ния о надлежащих корректирующих мероприятиях.
жине.
Манипуляции буровыми инструментами можно
Подход к определению причин прихвата труб из(cid:29)
производить более квалифицированно, если буро(cid:29)
ложен ниже в карте технологического процесса, оза(cid:29)
вик имеет некоторое представление о том, почему
главленной «ДИАГНОСТИКА ПРИХВАТА ТРУБ». В
трубе угрожает прихват.
ней указываются предложения по освобождению
трубы и меры для предотвращения повторения при(cid:29)
Таблица I
хвата. Важно помнить, что изложенный подход име(cid:29)
ет общий характер, и что важной частью интерпре(cid:29)
Усилие (в фунтах), требуемое для освобождения
таций, которые можно представить, и выводов, к ко(cid:29)
прихваченной трубы торым можно прийти, является учет местных усло(cid:29)
Время применения вий. Каждый район бурения создает свои особенные
раствора для проблемы при бурении.
освобождения от
прихвата, часы
2 4 8
INVERMUL — 1000 130
E Z SPOT 1000 300 130
Буровой раствор на основе
асфальтовой нефти — 750 490
Таблица II
Усилие (в фунтах), требуемое для освобождения прихваченной трубы
Время применения раствора для
освобождения от прихвата, часы
2 4 8
Базовый раствор плюс TORQ!TRIM в концентрации 30 фунтов/баррель — 1000 380
Базовый раствор плюс TORQ!TRIM в концентрации 50 фунтов/баррель — — 130
Базовый раствор плюс TORQ!TRIM в концентрации 90 фунтов/баррель 1000 420 130
Базовым раствором является буровой раствор с добавлением 12 фунтов/галлон AQUAGEL, Q!BROXIN и бурового шлама.
9
