Wednesday, January 22, 2020

Днепропетровская обл., г. Кривой Рог ул. Орджоникидзе 1Г
тел/факс (056) 462-09-80 тел/многоканальный (067) 638-37-36

konsol Статьи Искривление буровых скважин


Консультант

Александр
Telephone number of Александр +30676383736

Maps

Даты

22.01 - Кровавое воскресенье. Начало первой российской революции

Искривление буровых скважин

В зависимости от условий залегания полезного ископаемого разведочные скважины бурят вертикально или под наклоном. Из подземных горных выработок бурят скважины любого на­правления. В процессе бурения скважины часто искривляются.

Искривлением скважины называется изменение направления оси скважины в пространстве по отношению к начальному положению, заданному при заложении скважины на поверхности, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Если искривление происходит самопроизвольно, его называют естественным, а если преднамеренно — искусственным.

Искривлению подвержены в большей или меньшей степени почти все скважины при любом способе бурения. Полученные по искривленным скважинам данные дают иногда неверное представление о характере залегания и количестве полезного ископаемого. Искривление скважин осложняет процесс бурения: затрудняются спуско-подъемные операции в искривленных скважинах, повышается износ бурильных труб, снижается производительность бурения.

Поэтому сохранение заданного направления скважины — один из основных критериев, предусматривающих качество раз­ведочного бурения и геологической документации. При бурении скважин необходимо принимать меры, предупреждающие или уменьшающие искривление скважины.

Интенсивность искривления скважины зависит от геологиче­ских условий, а также от причин технического и технологиче­ского характера. Причины геологического характера связаны с неоднородностью среды, в которой бурят. При переходе из мягких пород в более твердые происходит отклонение скважины в сторону твердого слоя. При переходе из твердых пород в мягкие скважины искривляются также в сторону твердых пород, по в меньшей степени. Искривление скважины происходит тем интенсивнее, чем чаще перемежаются и больше отличаются по твердости пересекаемые скважинами слои пород. Большое значение при переходе скважины из пород одной твердости в другую имеет угол встречи скважины с пластом γ.

Схема искривления скважин на границе пород различной твердости

Если буровой снаряд встречается с твердыми породами под острым углом γ (больше критического), скважина искривляется в сторону твердой породы. При встрече твердых пород с более мягкими ствол скважины отклоняется в сторону от нормали, т. е. в сторону твердой породы. При часто перемежающихся по твердости породах ствол скважины искривляется в сторону напластования пород. При углах встречи меньших критического ствол скважины скользит по плоскости контакта мягких пород с твердыми. Величина критического угла γкp зависит от вида породоразрушающего инструмента, твердости пород, осевой нагрузки и находится в пределах от 10 до 24°. При бурений в слабоустойчивых или неустойчивых породах в скважинах образуются большие каверны, полости или завалы, которые могут привести к резкому искривлению скважины.

Приведенные причины вызывают как зенитное, так и азиму­тальное искривление скважины.

Причины технического характера оказывают влияние на искривление скважин как при их забуривании, так и в процессе бурения. Отклонение оси скважины при забуривании может быть вызвано неправильной установкой станка, непрочным закреплением его на фундаменте, отсутствием или неточной установкой направляющей трубы.

Искривление скважины в процессе бурения связано с осо­бенностями конструкции буровых станков и неправильными приемами работы, приводящими к отклонению снаряда от оси скважины. Искривление скважины происходит в результате применения искривленных бурильных или колонковых труб, бурения короткими колонковыми снарядами в породах перемежающейся твердости, использования бурильных труб малого диаметра в скважине большого диаметра, несвоевременного закрепления стенок скважины обсадными трубами в рыхлых и разрушенных породах, а также перехода на меньший диа­метр бурения без специального переходного снаряда.

Причины технологического характера связаны со способами и режимами бурения. Они могут вызвать неравномерное разбуривание забоя и стенок скважины, образование больших зазоров между стенками скважины и снарядом, а также увеличение сил, отклоняющих снаряд от скважины.

Существенное влияние на искривление скважины оказывает механическая скорость бурения. Чем больше скорость бурения, тем меньше интенсивность искривления. Чрезмерная осевая нагрузка способствует искривлению скважины. Если с повыше­нием осевой нагрузки скорость бурения не увеличивается, ин­тенсивность искривления возрастает. Однако до тех пор, пока при повышении осевой нагрузки скорость бурения увеличивает­ся, это препятствует искривлению скважины.

Направление вращения бурового снаряда оказывает сущест­венное влияние на характер искривления скважины. При вра­щении снаряда вправо вследствие явления девиации скважина имеет тенденцию к отклонению в левую сторону.

Применение чрезмерно интенсивной промывки в мягких по­родах раствором, способным размывать стенки скважины, вы­зывает увеличение диаметра скважины, что приводит к откло­нению снаряда от заданного направления.

На значительное искривление скважины указывают следую­щие признаки:

повышенный износ бурового инструмента, работающего в скважине, особенно бурильных труб и замковых соединений;

затруднение проворачивания подвешенного в скважине инструмента;

резкое увеличение нагрузки при подъеме бурильной колонны;

ненормальная работа бурового оборудования — перегрузка двигателя, перегрев узлов станка, повышенное давление на буровом насосе.

При появлении этих признаков необходимо измерить искрив­ление и принять меры к его устранению.

Искривления скважин под влиянием геологических и техно­логических причин полностью предупредить почти невозможно, так как они действуют постоянно и по всей глубине скважины.

Однако можно значительно уменьшить их влияние, снижая тем самым интенсивность искривления. Причины технического характера могут быть устранены путем рационального ведения буровых работ.

При переходе с большего диаметра бурения на меньший необходимо применять специальный снаряд, состоящий из колонковых труб двух размеров. При бурении пород перемежающейся твердости и больших зазорах между стенками скважины и снарядом следует использовать длинные колонковые снаряды (9—12 м).

При пересечении перемежающихся слоев пород различной твердости следует задавать направление скважины перпенди­кулярно к плоскости контактов между слоями, а также к плос­кости напластования или смещения пород.

Коронки необходимо применять с таким расчетом, чтобы за­зор между стенками скважины и бурильной колонной был не­большой. Если по техническим причинам использовать такие коронки нельзя, то необходимо устанавливать центрирующие устройства на бурильной колонне.

Яндекс цитирования