Технико-технологические решения строительства скважин в условиях возможного жёлобообразования вТПНГП

Одним из важнейших решений проблемы сокращения затрат на профилактику и ликвидацию жёлобообразований является оптимальный выбор конструкции и профиля скважины на стадии разработки проекта. В настоящее время, буровые компании нередко идут на удешевление проекта за счёт уменьшения глубин спуска технических колонн. Если снижение металлоёмкости скважины может быть оправдано при бурении верти- кальных эксплуатационных скважин с минимальным объёмом геолого-геофизических исследований, то при бурении поисково-разведочных скважин, как показывает опыт, ис- кусственное «укорачивание» технических колон в условиях опасности жёлобообразова- ний может привести к дополнительным затратам и даже ликвидации скважины. Например, перекрытие неустойчивых отложений франского и фаменского ярусов верх- него девона технической колонной диаметром 245 мм на Печорогородском ГКМ и За- падно-Печорогородской площади позволило довести до проекта как условно- вертикальные, так и наклонно-направленные скважины с обеспечением многочисленных геолого-геофизических исследований в открытом стволе.

Важным условием удачной проводки скважины в условиях повышенного жё- лобообразования является решение проблемы повышения скорости бурения и изно- состойкости долот. Удачный подбор породоразрушающего инструмента и режимов бурения позволяет кратно увеличить показатели работы долот. В этом направлении проведён большой объём работы как с применением отечественного инструмента, так и импортного. Так при участии Рудницкого Н. А. (ПО «Севергазпром») при бу- рении мергелей и аргиллитов франского и фаменского отложений верхнего девона на площадях Воркутинской НГРЭ были опробованы и внедрены экспериментальные алмазные долота типа ДАП. Применение данных долот позволило увеличить меха- ническую скорость бурения в неустойчивых отложениях верхнего девона в 3-5, а проходку на долото до 30-40 раз (Северо-Адзьвинская площадь, Черпаюское, Хасы- рейское месторождения).

Применение долот PDC при бурении скважины Сигавейская №1 (СП «Пар- манефть») позволило добиться увеличения скорости бурения верхнедевонских от- ложений до 8 м/ч. После бурения 630 м долото было поднято в связи со сменой пород. Износ алмазного долота составил 15%.

Использование долот PS-951 и DS-26АUна Печорогородском ГКМ позволило по сравнению с отечественными долотами режуще-истирающего действия увеличить ско- рость проходки с 1,1-2,1 м/ч до 14,2 м/ч и проходку на долото с 205 м до 1 116 м при бу- рении под промежуточную обсадную колонну и скорость проходки с 1,4 м/ч до 6,3 м/ч и проходку на долото с 76 м до 797 м при бурении под эксплуатационную колонну.

Большое значение на интенсивность жёлобообразования оказывают применяемые способ и режим бурения. Так в филиале «Севербургаз» для уменьшения количества СПО применяют турбинное бурение с долотами истирающе-режущего типа. При этом потери механической скорости компенсируются уменьшением количества СПО, а для больших глубин достигается увеличение рейсовой скорости. Предприятия, ориентирующиеся на западные технологии (АОЗТ «Байтек-Силур», СП «Парманефть») отдают предпочтение роторному способу бурения и, в меньшей степени, бурению с использованием винтовых забойных двигателей с использованием полноразмерных алмазных долот режущего типа (требующих большого крутящего момента) и низкооборотных шарошечных долот. Уве- личение скорости бурения достигается интенсивной промывкой забоя с максимальным использованием гидромониторного эффекта, включением в состав КНБК шламометалло- уловителей, обеспечением качественной очистки раствора.

Отсутствие научно обоснованных методов проектирования бурильных колонн с позиций ограничения образования жёлобных выработок (без учёта фактора влияния геометрических размеров муфто-замковых соединений на механизм и интенсивность жёлобообразования), негативным образом сказывалось на показателях строительства скважин. Поэтому необходимо разработать методику выбора типомоделей бурильных труб, которая бы учитывала влияние геометрии замковых соединений различной мо- дификации, применяемых в геологоразведочном бурении, а также предложить способ ликвидации жёлобных выработок на стадии их возникновения с помощью спаренных коническихфрезер-райберов.

Компоновки бурильных колонн, содержащие спаренные фрезер-райберы, ре- комендуются к применению с целью расширки (ликвидации) жёлобов в наклонно- направленных, горизонтальных и условно вертикальных скважинах:

- при бурении интервалов, осложнённых желобами, для избежания значитель- ных затяжек, прихватов и заклинок КНБК приСПО;

- при подготовке ствола скважины к спуску обсадных колонн, для предупре- ждения их посадок инепрохождения.

В настоящее время разработаны и применяются в промышленности фрезеры- райберы разнообразной конструкции и назначения (ФРС, РПМ, ФКК и др.). Как пра- вило, область применения этих устройств – резание, фрезерование металлических элементов, находящихся в скважине [38], т. е. в большинстве случаев фрезер-райберы используются в качестве аварийного инструмента.

Как при роторном, так и при бурении забой- ными двигателями в бурильную колонну устанавли- вают несколько пар фрезер-райберов с обращённым вверх и вниз вооружением, соединёнными между со-бой переводником и резьбами компоновки на рассто- яние больше длины интервала жёлоба. Фрезер-райбер состоит из корпуса (рис. 5.8), рабочие поверхности которого оснащены режущими зубьями из твёрдо- сплавных пластин. В нижней части фрезер-райбера для соединения с бурильной колоннойнаходится замковая резьба. Верхняя часть фрезер-райбера вы- полнена в виде муфты с замковой резьбой для соеди-

Рисунок 5.8 – Фрезер-райбер

нения с переводником.

Подача компоновки вниз и вверх с вращени-

ем колонны осуществляется на длину жёлоба. При этом на участках, где расположены желобные выработки, возникают силы, прижимающие фрезер-райберы к стенке, в ре- зультате чего происходит расширение жёлоба.

При ликвидации жёлобных выработок в скважине для их расширки до величи- ны больше наружного диаметра муфт обсадной колонны, обеспечивающей её прохо- димость и предупреждение прихватов, в начале интервала расположения жёлобов устанавливают УБТ диаметром равным диаметру замков стальных бурильных труб. Минимальный диаметр фрезер-райбера должен быть меньше размера жёлоба, а мак- симальный – больше диаметра муфт обсадной колонны. Причём нижний (из пары) фрезер-райбер направлен конусом вниз, верхний – конусом вверх.

Операцию по ликвидации жёлобных выработок проводят до тех пор, пока при прохождении компоновки не прекратятся посадки колонны при спуске и затяжки при подъёме. Затем осуществляют профилеметрию скважины и при подтверждении рас- ширки жёлобной выработки больше диаметра муфты обсадной колонны производят её спуск вскважину.

В таблице 5.5 приведены данные по соотношению диаметров обсадных колонн, бурильных труб и жёлобов до и после расширки.

Таблица 5.5 – Соотношение диаметров обсадных колонн, бурильных труб и жёлобов до и после расширки