Прихват колонны труб – это потеря поперечной и продольной подвижности ко-лонны труб. На практике является самым многочисленным и тяжёлым видом аварии.
Причины возникновения прихватов:
1) оставление инструмента в скважине бездвижения;
2) прекращение циркуляции промывочнойжидкости;
3) затяжки инструмента при его подъёме из скважины вследствие образования сальников;
4) обвалы, оползание и выпучивание стенокскважины;
5) применение некачественных растворов, содержащих большое количество песка ишлама;
6) поглощение промывочнойжидкости;
7) малые подачи раствора, не обеспечивающие вынос шлама наповерхность;
8) образование жёлобов при проходкескважины;
9) прилипание инструмента к толстым и липким коркам, отложившимся на стенкахскважины.
Прихваты подразделяются на следующие группы:
1) прилипание колонны к стенкескважины;
2) заклинивание колоннытруб;
3) прихват колонны вследствие обвалов неустойчивыхпород;
4) прихват колоннысальником.
Прилипание колонны к стенке скважины (дифференциальный прихват) проис- ходит под действием перепада давления между скважиной и пластом, в результате которого избыточное давление прижимает бурильную колонну к стенке скважины и вдавливает её в глинистую корку. Естественно, что инструмент прилипает лишь в ин- тервале залегания проницаемых пород, где образуется корка. На степень прилипания влияют:
1) время нахождения колонны в скважине бездвижения;
2) перепад между пластовым и гидростатическимдавлениями;
3) состояние глинистой корки (толщина,прочность);
4) площадь соприкосновения колонны со стенкойскважины;
5) проницаемостьпород;
6) сила трения между элементами колонны и стенкойскважины;
7) температура в зонеприхвата;
8) параметры бурового раствора (вязкость, плотность, фильтрация, наличие смазывающиедобавки).
Заклинивание колонны труб происходит обычно в суженной части ствола скважины, в желобах, а также при заклинивании посторонними предметами и шла- мом. Часто заклинивания происходят при спуске без проработки интервалов бурения с отбором керна и алмазного бурения. При бурении хемогенных пород очень часто колонна оказывается прихваченной в результате сужения ствола скважины, вызван- ного текучестью солей. Заклиниванию в желобах способствует бурение скважин бу- рильной колонной с недостаточной жесткостью низа, что приводит к интенсивному набору кривизны и изменениям азимута. Обычно ширина жёлоба равна диаметру замка бурильных труб. В равных условиях при роторном бурении образуется более глубокийжёлоб,чемпритурбинном.Заклиниваниеколонншламомпроисходитпри
низкой скорости восходящего потока в затрубье. При этом разбуренные частицы по- род оседают вокруг бурильной колонны и заклинивают её. Причинами нарушения режима промывки скважины может явиться негерметичность резьбовых соединений, плохая работа буровых насосов.
Прихват колонны обвалившимися неустойчивыми породами происходит в ре- зультате влияния геологических факторов и технологии проводки скважины. К геоло- гическим факторам относятся:
- большие углы паденияпластов;
- трещиноватостьпород;
- литологическийсостав;
- механические свойствапород.
Наибольшее число обвалов происходит в глинистых породах из-за их способ- ности быстро набухать под действием фильтрата промывочной жидкости. Технологи- ческие факторы, способствующие обвалам:
- низкое гидростатическое давление вскважине;
- плохое качество бурового раствора (большаяфильтрация);
- резкое колебание давления раствора вскважине;
- длительное время воздействия раствора на породы, склонные к обвалам. Прихватколоннысальником происходитвместахпереходаотбольшогодиа-
метра к меньшему, в результате чего изменяются скорости течения раствора. Вслед- ствие уменьшения скорости течения раствора в месте перехода концентрируются частицы шлама, которые при благоприятных условиях (липкая глинистая корка, рас- твор с большим содержанием твёрдой фазы и большой вязкостью) с течением време- ни слипаются в большие комки и прилипают к трубам и стенкам скважины. Накопление комков приводит к закупорке кольцевого пространства, в результате чего увеличивается давление на эти комки, которые уплотняются и вызывают прихват. Кроме этого, сальник может образоваться в результате сдирания глинистой корки со стенок скважины при проведении СПО. Корка, двигаясь по стволу, превращается в полутвёрдую массу, образуя сальник, который начинает выталкиваться раствором при восстановлении циркуляции до препятствия (сужение ствола, увеличение диа- метров замков инструмента и т. п.), где он останавливается, уплотняется перепадом давления и прихватываетколонну.
Согласно проведённому анализу установлено, что 26% прихватов происходят под действием перепада давления (1 категория); 32% – из-за заклинивания инстру- мента (2 категория); 42% – по причине сужения ствола скважины из-за обваливания, оседания шлама, сальникообразования (3 и 4 категории) [65]. Наибольшей трудоём- костью ликвидации характеризуются прихваты 2 категории. Время ликвидации при- хвата может достигать до 3 000 ч.
Следует отметить, что основное число прихватов в Тимано-Печорской провин- ции происходит в нижнепермских отложениях, высокопроницаемых песчаниках три- аса, серпуховском ярусе нижнего карбона.
Предупреждениеприхватов
Основными мероприятиями по предупреждению прихватов являются:
1) Правильный выбор типа промывочной жидкости. Переход на растворы с малым содержанием твёрдой фазы, обработанные ПАВ. Хорошие результаты дают применение полимеров и лигносульфонатов. Введение в раствор смазывающих доба- вок и детергентов. Использование растворов на нефтяной основе и ингибированных буровыхрастворов.
2) Параметры раствора необходимо поддерживать в строгом соответствии с ГТН. Плотность раствора должна исключать возникновение избыточных давлений на пласт. Водоотдача должна бытьминимальной.
3) Ограничение скорости и количестваСПО.
4) Не оставлять бурильную колонну без движения в открытой части ствола скважины. В случае вынужденного оставления колонны в открытом стволе необхо- димо, чтобы бурильщик принял все меры к обеспечению постоянной промывки забоя с вращением колонны или подъёму инструмента. При невозможности подъёма труб или восстановления циркуляции необходимо приподнять инструмент и периодически опускать его. При выполнении ремонтных работ, занимающих долгое время, необхо- димо поднять колонну бурильных труб в обсаднуюколонну.
5) При возникновении посадок надо приостановить спуск колонны, поднять её на 15-20 м и проработать опасный интервал с промывкой и только после этого про- должитьспуск.
6) КНБК должна иметь минимальные площади контакта со стенками скважи- ны, для чего необходимо применять УБТ квадратного сечения или УБТ со спираль- ными канавками. Использование противоприхватных опор и накладок (центраторы, стабилизаторы с диаметром меньшим диаметра долота на 5-10 мм). КНБК должна обеспечивать бурение на оптимальных режимах, не создавать больших гидравличе- ских сопротивлений, исключать искривление ствола скважины, не допускать потерю диаметра ствола и скоплениешлама.
7) При бурении с использованием забойных двигателей необходимо обяза- тельно периодически проворачивать бурильнуюколонну.
8) Включение в компоновку ясса в интервалах, склонных кприхватам.
9) Для предотвращения образования жёлобов использование эксцентричных переводников, диаметр УБТ должен быть примерно равен диаметру замков БТ, уста- новка калибратора надУБТ.
10) Контроль ствола скважины геофизическими методами: кавернометрия, профилеметрия, инклинометрия. В случае образования жёлоба его проработка экс- центричнымкалибратором.
11) Включение в КНБК шламометаллоуловителя или периодическое примене- ние магнитноголовителя.
12) Использование наддолотных амортизаторов для уменьшения воздействия колонны труб на стенкискважины.
13) Увеличение интенсивности промывки в породах, склонных к сальникообра- зованию.