Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 89
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Контроль над скважиной
Более половины всех интенсивных проявлений происходит во время СПО. Многие интенсивные проявления приводят к выбросам, потере вышки или скважины. Поэтому контроль над скважиной – одна из важнейших обязанностей бурильщика, особенно в ходе СПО.
Доливочные емкости
Для контроля уровня нужно использовать доливочную емкость. Бурить без доливочной емкости слишком рискованно. Доливочную емкость используют для контроля уровня потому, что она имеет небольшое поперечное сечение, и даже незначительное увеличение объема ведет к заметному подъему уровня в ней. Уровень жидкости в доливочной емкости объемом 100 баррелей при таком же притоке 10 баррелей должен подняться на 121/2 дюйма.
При спуске инструмента в скважину, как и при его подъеме, необходимо пользоваться доливочной емкостью. Число ходов насоса не имеет отношения к вытеснению раствора колонной бурильных труб при ее спуске в скважину.
Многие бурильщики и буровые мастера не видят необходимости в использовании доливочной емкости для контроля объема бурового раствора, выходящего из скважины при спуске инструмента. Такое отношение демонстрирует очень слабое знание процессов, протекающих при проявлениях. Многие выбросы происходят вследствие удлиннения газовой пачки в узком кольцевом пространстве вокруг УБТ и вынужденной миграции газа к поверхности (рис. 2).
Вынужденная миграция газа в скважине
В вертикальных скважинах удлинение газовой пачки в узком кольцевом пространстве вокруг УБТ приводит к снижению давления на забое. Давление может снизиться еще больше, когда газ вытесняется вверх по скважине, расширяясь при этом. Проблема "вынужденной миграции" газа приобретает еще большее значение в наклонных скважинах. Большой приток не приведет к снижению давления на забое, пока газ находится на горизонтальном участке, так как высота газовой пачки очень мала (рис. 2). В примере, проиллюстрированном рисунке 2, высота газовой пачки равна всего 121/4 дюйма, вне зависимости от его длины. Однако, когда газовая пачка вытесняется в вертикальный участок, ее длина превращается в высоту, и давление на забое снижается. По мере того как колонна продолжает опускаться в скважину
, газ перемещается к поверхности. Это явление часто называют вынужденной миграцией.
Рисунок 2 - Вынужденная миграция
Когда УБТ проходят через газовую пачку, ее длина увеличивается. В вертикальной скважине это ведет к увеличению высоты газовой пачки и уменьшению давления на забое. В горизонтальном стволе высота газовой пачки не увеличивается до тех пор, пока она не переместится в вертикальный участок скважины.
-
Предотвращение потерь и учет бурового раствора
Планы СПО предусматривают контроль за объемами бурового раствора, доливаемого в скважину и выходящего из скважины при спуске и подъеме инструмента. Это значит, что должен учитываться весь буровой раствор, доливаемый в скважину и выходящий из скважины, даже если подъем колонны сопровождается разливом раствора. Поэтому кожух для сбора бурового раствора при развинчивании труб следует рассматривать как инструмент контроля над скважиной. Если подъем колонны сопровождается разливом раствора, а кожух для сбора бурового раствора протекает, то надежный контроль над скважиной невозможен. Буровой раствор, собранный в кожухе, должен быть направлен в доливочную емкость.
Нельзя признать хорошей практикой перекачку бурового раствора из одной емкости в другую в ходе СПО, если отсутствует возможность точно контролировать объем раствора во всех емкостях и амбарах, откуда он забирается и куда направляется.
Противовыбросовое оборудование
В любой момент времени на буровой установке должны находиться и поддерживаться в рабочем состоянии полнопроходный шаровой кран и обратный клапан бурильной колонны. Нужно иметь возможность предотвратить обратный поток через бурильную колонну идовести колонну до забоя, чтобы удалить из скважины циркуляцией поступивший в нее пластовый флюид. Разумеется, как полнопроходный шаровой кран, так и обратный клапан бурильной колонны должны иметь достаточно малый диаметр, чтобы можно было провести их через самое узкое место в стволе скважины. При бурении с комбинированной колонной, составленной из труб диаметром 5" и 31/2", достаточно установить обычный перепускной переводник при условии, что 5" шаровой кран и обратный клапан пройдут в хвостовик, диаметр которого меньшего диаметра обсадной колонны, или в необсаженный участок ствола.
Во время СПО всегда должна быть возможность навинтить полнопроходный шаровой кран. Если возникли трудности при прохождении сужения, то возможен прихват с последующим интенсивным проявлением. При этом не исключено, что бурильный замок прихваченной колонны будет находиться метрах в пяти над полом буровой. Поэтому целесообразно установить в колонну полнопроходный шаровой кран и производить подъем однотрубками, пока не будет пройдено сужение. Это особенно уместно при проявлении эффекта поршневания в месте сужения, и (или) если есть высокая вероятность поступления в скважину сероводорода.
Изменение давления в скважине при спуске и подъеме колонны
Одной из самых больших опасностей при СПО является снижение давления в скважине при подъеме колонны, провоцирующее проявление. Оно обусловлено эффектом поршневания, который может проявиться при слишком быстром подъеме колонны или при прохождении долота и КНБК через сужение ствола. Такая ситуация наиболее вероятна, когда колонну поднимают быстро, диаметр ствола невелик, и (или) колонна составлена из бурильных труб большого диаметра. Обычно снижение давления в скважине при подъеме колонны можно заметить, наблюдая за уровнем бурового раствора в доливочной емкости. Однако возможна такая ситуация, когда пластовый флюид притекает в скважину из проявляющего пласта при подъеме колонны, а затем залавливается в другой пласт при спуске колонны. Эти процессы затрудняют определение общего объема флюида, поступившего в скважину в результате поршневания при проработке ствола в месте сужения. Нельзя быть уверенным в том, что отсутствие подъема уровня в приемной емкости означает отсутствие проявления в процессе проработки ствола в месте сужения. Наиболее безопасный подход заключается в том, чтобы при продвижении колонны через сужение не поднимать ее высоко, а после проработки спустить инструмент на забой и провести полный цикл циркуляции.
Повышение давления в скважине при спуске колонны может вызвать поглощение.
Поглощение, обусловленное эффектом поршневания при спуске колонны, может привести к тому, что давление в скважине станет меньше пластового, и начнется интенсивное проявление. Это еще одно соображение в пользу направления бурового раствора, выходящего из скважины, в доливочную емкость. Если скорость спуска колонны слишком высока, это можно заметить по недостаточному подъему уровня в доливочной емкости.
Снижение показаний индикатора веса, обусловленное повышением давления в скважине при спуске колонны через сужение, может быть принято бурильщиком за признак посадки в сужение. Эффект поршневания приводит к снижению нагрузки на крюке. При уменьшении скорости спуска колонны эффект поршневания исчезает, и давление под долотом снижается (рис. 3)
Рисунок 3 - Повышение давления при спуске колонны через сужение
Повышение давления под долотом
, обусловленное эффектом поршневания при спуске колонны, уменьшает нагрузку на крюке. По показанию индикатора веса это выглядит как посадка колонны в сужение.
Повышение давления при спуске колонны через сужение может быть принято за посадку в сужение добросовестно (рис.3)
Циркуляция во время СПО
Циркуляция бурового раствора помогает избежать неприятностей, связанных со снижением давления в скважине при подъеме колонны. Однако осуществлять циркуляцию нужно осторожно, чтобы давление циркулирующего раствора не вдвинуло колонну в пробку.
Образование пробки наиболее вероятно при подъеме инструмента. Наибольшая опасность возникает при циркуляции бурового раствора через перемежающиеся пласты глинистой породы и песчаника во время СПО (рис. 4).
В местах резкого изменения диаметра ствола проявляется тенденция к образованию пробки. Это происходит, когда к такому месту подходят УБТ. Обрушившаяся со стенок порода обычно накапливается в расширенных участках ствола, а УБТ продвигает ее в сужение, что приводит к образованию пробки.
Когда начинается образование пробки, давление в нагнетательной линии насоса повышается, и КНБК "заталкивается" в пробку. Этим маскируется возникновение затяжки. Если бурильщик следит только за показаниями индикатора веса, значительного увеличения натяжения колонны он не увидит. Поскольку давление бурового раствора действует на колонну, как на поршень, показания индикатора веса могут даже уменьшиться.
При спуске инструмента с циркуляцией, чтобы избежать значительного возрастания давления в скважине, которое может привести к поглощению и/или образованию пробки, нужно следить за давлением в нагнетательной линии насоса даже внимательнее, чем за нагрузкой на крюке.
Тенденция к образованию пробки проявляется там, гле УБТ входит в участок номинального диаметра, под которым ствол расширен. Давление циркулирующего бурового раствора "заталкивает" КНБК в пробку. Этим маскируется возникновение затяжки.
Риунок 4 - Заталкивание" КНБК в пробку
При спуске инструмента в наклонную скважину лучше обойтись без циркуляции. В такой скважине очень вероятно присутствие слоев шлама и обвалившейся породы, образовавшихся при подъеме инструмента. При спуске инструмента этот слой разрушается. Если теперь начать циркуляцию, ее придется продолжать до полного удаления шлама из скважины. Обычная ошибка состоит в том, что циркуляцию, затронувшую слой шлама, быстро прерывают для наращивания колонны. Если преждевременно прекратить циркуляцию, то шлам, поднятый на наклонном участке (зенитный угол до 65 °), может соскользнуть вниз по стволу и образовать пробку.
Решение начать циркуляцию, когда долото не находится на забое, никогда не считается правильным, поскольку струи, вытекающие из насадок с высокой скоростью, могут размыть ту часть ствола, где находится долото. Если в такой ситуации все же необходимо удалить шлам, то следует постоянно перемещать колонну, чтобы струи не били в одно и то же место слишком долго.
По этим причинам, начав циркуляцию при спуске инструмента, нужно продолжать ее до полного удаления шлама из скважины. Так должно продолжаться до тех пор, пока инструмент не будет доведен до забоя. Расход циркуляции должен быть достаточным для очистки скважины. Обычно это такой же расход, с которым производилось бурение.
Утяжеленный раствор
Осуществляя подъем с циркуляцией, не следует закачивать порцию утяжеленного раствора до тех пор, пока колонна не дойдет до башмака обсадной колонны, и скважина не будет полностью промыта.
Не следует закачивать порцию утяжеленного раствора не убедившись, что скважина принимает столько раствора, сколько должна. Это значит, что первые пять свечей нужно поднимать очень медленно, тщательно контролируя при этом заполнение ствола. Убедившись, что закачка в скважину утяжеленного раствора не приведет к нежелательным последствиям, можно приступать к закачке предварительно приготовленной порции, продавливаемой либо чистой водой, либо буровым раствором нормальной плотности.
Нужно расхаживать колонну до тех пор, пока утяжеленный раствор не дойдет до места, где столбы жидкости в бурильной колонне и в кольцевом пространстве уравновесятся. К этому времени уже нужно подсчитать, насколько понизится уровень жидкости внутри бурильной колонны и, следовательно, сколько бурового раствора должно вылиться из скважины в доливочную емкость (рис. 5).
Объем бурового раствора нормальной плотности, вытесненного утяжеленным раствором, равен пустому пространству в бурильной колонне.
Рисунок 5 - Порция утяжеленного раствора
Столб жидкости внутри бурильной колонны должен уравновешиваться столбом жидкости в кольцевом пространстве. Если закачивается известное количество утяжеленного бурового раствора и продавочной жидкости, то можно рассчитать суммарное гидростатическое давление на уровне подошвы порции утяжеленного бурового раствора в бурильной колонне (столб А на рис.5). Гидростатическое давление жидкости в кольцевом пространстве на той же самой глубине должно равняться гидростатическому давлению жидкости внутри бурильной колонны (столб В на рис. 5).