Поняття про викривлення свердловин
Як уже відзначалось, свердловини бурять вертикальні, похилі, і похиловикривлені. У першому випадку вживають заходи спрямовані на запобігання викривлення, а в другому і третьому бурять свердловину з похилим або похиловикривленим положенням її осі.
Положення осі свердловини в будь-якій точці прийнято характеризувати трьома величинами:
1 Зенітним кутом a, тобто кутом між вертикаллю і дотичною до осі в даній точці;
2 Азимутальним кутом Q, тобто кутом між напрямком на північ і проекцією до осі в даній точці на горизонтальну площину (взятий за годинниковою стрілкою);
3 Зміщенням (альтитудою), тобто найкоротшою віддалю між проекцією даної точки на горизонтальну площину і устям.
Розрізняють декілька типів причин, які сприяють мимовільному викривленню свердловин.
1 Причини геологічного характеру:
a) анізотропія, шаруватість, сланцюватість, тріщинуватість гірських порід;
б) часте чергування порід з різними механічними властивостями, особливо при їх похилому заляганні;
в) наявність у розбурюваних пластах тектонічних порушень, каверн, порожнин;
г) тверді включення в м’які незцементовані породи.
2 Причини технічного характеру:
а) наявність у нижній частині бурильної колони при (бурінні з допомогою вибійних двигунів) зігнутих труб або перекошених різьбових з’єднань;
б) непрямолінійність ведучої труби та наявність перекосів у з’єднанні ведучої труби;
в) неспіввісність талевої системи і стола ротора;
г) неспіввісність стола ротора і направлення.
Слід відмітити, що дія останніх двох причин проявляється на порівняно невеликій глибині: від декількох метрів до декількох десятків метрів, і дуже рідко - до сотень метрів.
3 Причини технологічного характеру:
а) втрата стійкості нижньої частини бурильної колони;
б) неправильне співвідношення діаметрів ОБТ і свердловини;
в) неправильний вибір кількості, місця встановлення і конструкції опорно-центруючих елементів;
г) застосування режиму буріння, параметри якого не відповідають конструкції нижньої частини бурильної колони і геологічним умовам залягання гірських порід.
Негативні наслідки мимовільного викривлення свердловини:
1 Порушується проектна сітка розміщення вибоїв свердловин, що зможе призвести до зниження їх сумарного дебіту, коефіцієнту нафтовіддачі пластів, необхідності буріння додаткових свердловин;
2 Інтенсивніше зношуються бурильні труби, бурильні замки, з’єднуючі муфти, що веде до збільшення імовірності аварій бурильної колони;
3 Збільшуються довжина ствола свердловини, витрати на її спорудження, сила тертя між трубами і стінками свердловини;
4 Ускладнюється виконання спуско-підіймальних операцій;
5 Зростають затрати потужності на буріння;
6 Імовірніші жолобоутворення і обвалювання порід внаслідок інтенсивного тертя бурильної колони об стінку викривленого ствола свердловини;
7 Стираються обсадні труби проміжної колони (кондуктора);
8 Затруднюється спуск обсадних колон у свердловину, що може призвести до недопуску їх до проектної глибини;
9 Збільшується небезпека зім’яття труб обсадних колон у місцях різких викривлень ствола свердловини;
10 Ускладнюється цементування обсадних колон, оскільки у викривленій свердловині імовірніше прилягання колони до стінки свердловини, внаслідок чого має місце одностороннє цементування;
11 Збільшується об’єм інклінометричних робіт у свердловині та ускладнюється їх проведення.
Буріння похило-скерованих свердловин ведеться у таких випадках:
– При необхідності пробурити свердловину під дно моря, озера, річки, каналу, а також під яри і гори;
– Коли буріння ведеться з намивних дамб, естакад, плавучих бурових установок, на болотистих і густо лісистих площах, а також площах, зайнятих заповідниками;
– З метою збереження орних земель і лісових угідь;
– При бурінні під промислові об’єкти та населені пункти;
– При бурінні свердловин, які закінчуються декількома вибоями;
– При розкритті продуктивних пластів, що залягають під тектонічно порушеними ділянками земної кори;
– При забурюванні нового ствола внаслідок неліквідованої аварії в свердловині;
– При гасінні палаючих фонтанів та ліквідації відкритих викидів.
Велике значення при похилонаправленому бурінні має правильний вибір профілю свердловини. Раціональний профіль дозволяє скоротити до мінімуму роботи з відхилювачем, забезпечує необхідне зміщення вибою і допустиму інтенсивність викривлення, а також вільний прохід по стволу КНБК. Профіль повинен дозволяти експлуатувати свердловину глибинними насосами, в тому числі і штанговими насосами, причому повинно виключатися протирання насосно-компресорних труб штангами і обрив останніх.
Профіль похилої свердловини необхідно вибирати таким чином, щоб при мінімальних затратах часу і засобів довести їх до проектної глибини без будь-яких ускладнень, забезпечивши необхідну якість її для тривалої і безаварійної експлуатації.
Широко застосовуються і відповідають практично всім геолого-технічним умовам буріння і експлуатації профілі свердловини п’яти типів (рис. 7.1).
|
1-вертикальна ділянка; 2-ділянка набору кривизни; 3-ділянка стабілізації; 4-ділянка зменшення кривизни; 5-вертикальна ділянка