ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

БУРЕНИЕ

УДК 622.248

В.Г. Кузнецов, д.т.н., профессор; Е.Ю. Липатов, аспирант, e-mail: evgenkingoil@mail.ru, Тюменский государственный нефтегазовый университет

ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Метод ликвидации прихвата до настоящего времени выбирался исходя из опыта ликвидации ранее случившихся прихватов в районе работ, а это, в свою очередь, подтверждает отсутствие систематизированной последовательности выполнений указаний и несвоевременное принятие буровым персоналом первоочередных действий по ее ликвидации, что в итоге может привести к осложнению прихвата бурильной колонны. Для решения данной задачи разработана систематизированная схема по первоочередным действиям ликвидации прихвата бурильной колонны.

Одним из самых распространенных видов аварий при бурении скважин является прихват бурильной колонны. Проведенный нами анализ по месторождениям Среднего Приобья за период 2005-2009 гг. показал, что на долю прихватов бурильной колонны приходится 60% от общего количества возникающих осложнений и аварий при бурении скважин (рис. 1).

Возникновение какого-либо вида осложнений или аварий зависит от многих причин: соответствия технологии бурения геологическим условиям, исправности оборудования и т.д. При этом осложнения и аварии представляют собой конкретные физические процессы с определенными значениями параметров и их взаимодействием, и наоборот, каждой совокупности значений параметров соответствует определенное техническое состояние системы. Нами представлены распределения причин возникновения прихвата при бурении скважин, которые приведены на рисунке 2. Из диаграммы (рис. 2) следует, что часто встречающейся причиной возникновения прихвата в Среднем Приобье является дифференциальный прихват,

возникающий под действием перепада давления. Это объясняется тем, что в последнее время увеличивается глубина бурения скважин и многие месторождения находятся в последней стадии разработки. При этом участи-

лись случаи возникновения прихватов бурильной колонны, связанные с перепадами давления (дифференциальный прихват). При возникновении аварии, связанной с прихватом колонны, требуется незамедлительное принятие

Рис. 1. Диаграмма распределения осложнений и аварий при бурении скважин

Рис. 2. Диаграмма распределения прихватов бурильной колонны при бурении скважин

й с 5 1 г * о и

¥ Ф ф

I ? х

■ 1 8 Ю . О 5

® 5

I | й 1 И {

5» Ё 5

I с х 1 9

Я- £ с ю

'ч

; ю ¡3

Г

«

— к ф ш

г 11 ? Б

! 1) ф ¡А Ю

2 ф ф £

5 £ * X §

§ I I

я 2

™ ь р •

I я ф 5

® 0.10 I

О

а?

йБ

8 и>

п ю

* а ю

1 * а ® 5.

>. ® р 1 с я

о. с I х о I

о о 5 ® г £ х с ^ я 5 ®

! 8^315

х ? х ® с о в о х 5 5 Е.

3в I«1з

Я 5 Я С С £

^ Е 8 £ & §

§ ? = 3

5 *

0 о. ?

1 о • £ я О.

? Б ш

о я ®

Я О. I

га С о ^ 9 й ?8 р * £ 8 £ £

И

Б I I

!°1

Я с; э

о С а ф о а

1!

I,

^ & ¥

й !: 5

® я о

Д я *

5 а

г о

О 10 с я

3 я а

Л 5 >

ч О >0

о £

ю ®

О I

и

3 X

II

ш я с

: 5 5 5

I«::

5 5 Р

II

Признаки возникновения прихвата

\ г

£ Ф Ф т

* £ I

> ® О

I с .. * ш

* о I * >

я -= ш я т

е « £ я 8

I £

я 10

и

>! : «

■ Р я о о о. о

о

о О я ¡=

|8 и &

5 с с 3 5 н i но

* 5* ¡1?

а ® ? *

1 еЧ

I |8т

- £ ю

О ® о ш

о «

г Я I N

ф а.

I®

О С

г

о

а ¡к

с 5 о

® 8 &

* о 2

2 И) Б

Е-

и ; о " 5

' I 3 °

| 9 * я

: о I

ф I Ф Б

г £ э о

* = я а

5

Ф О.

я >

НЕ

8 г. Р ж

1- С Т со

: о. ! . = Е л г

I § 1!

3 ¡¡£з

3 >, с

-1--1-

Вид прихвата бурильной колонны

5

1 ® й § Б 1 я §

! § а 5 р - 5 0 3 * * 1 я * 5

6 | 1 1 х 8 1 э 1= 0 8 | 1 Б | о Щ я 8 я * й- а о с 0 а

0

Б 8

и о

! 8 3 а

? о

3 §

1

Б

9 г

Рис. 3. Схема определения вида прихвата бурильной колонны

ИМ

I И

£ 5 I ф

1&1

8 &

° о а

Я 5 П 3® ® 9- « &

5 и

1 1

21

; Б я

>. о; Ё к

• р 5 ;

п с: п I

Б

I

~ Л I

I §

Ш

\ ° " ' X ; Ш £ О

О. Йф 1 с о i :00х

о с со ю т

я ц

I

® Ь а 5 >. я

I*

Б "

я- О

& я Ф я

т о

Б|

т 5

а х

^ £

с 5 ^ о

решения по его ликвидации. В настоящий момент отсутствуют комплексные схемы по выявлению причин и методов ликвидации прихватов бурильной колонны. Определения причины аварии при бурении, распознавание начала их возникновения обеспечивают возможность своевременного принятия таких мер, которые предупредят дальнейшее развитие аварии и позволят его ликвидировать с самого начала. В результате анализа диаграммы распределения прихватов бурильной колонны при бурении скважин (рис. 2)

и промысловых данных нами разработана схема для определения вида прихвата бурильной колонны (рис. 3), исходя из условия и признаков возникновения прихвата. Применение данной схемы на практике позволит уменьшить вероятность возникновения прихвата бурильной колонны при бурении последующих скважин. Проанализировав статистику ликвидации прихватов бурильной колонны и принятие первоочередных действий по их ликвидации, мы выявили, что много времени затрачивается на при-

нятие решения ликвидации прихвата: бездействие при ликвидации прихвата приводит к его осложнению. Причинами осложнения прихвата бурильной колонны являются отсутствие выполнений последовательных указаний и несвоевременное применение буровым персоналом первоочередных действий его ликвидации. Из практики известно, что оставление бурильной колонны без движения более 5-20 минут может привести к осложнениям при ликвидации прихвата бурильной колонны. Например,при появлении первых

WWW.NEFTEGAS.INFO

\\ БУРЕНИЕ \\ 21

БУРЕНИЕ

Ликвидация прихвата бурильной колонны * -

Технологический способ —. * .

Механический способ ♦ .

Расхаживание колонны

Если циркуляция есть

Химический способ

гис (определение

места прихвата)

Смена бурового раствора 1

Установка жидкостных

I

£ 1

I 4

£

□г

т

Прихват ликвидирован

Да

Нет

<н> Отбивание

ротором

Импульсный (механический ясс)

Гидроимпульсный -ударный (ясс гидравлический)

Гидроимпульсный (осциллятор)

Да

Натяжение и разгрузка колонны | -

Прихват ликвидирован

Нет

Если обрыв инструмента

Ловильные работы Спуск печати

Использование ловильного оборудования

ГИС (определение места прихвата)

Обуривание

Нет

Очистка головы КНБК (шламо-уловитель, гидропаук)

Захват / навинчивание инструмента

Да

Ликвидация скважины (участка ствола)

Восстановление циркуляции

Да

Нет

Если циркуляции нет

Н Технологический способ

. *

Расхаживание колонны

Отбивание ротором

Взрывной способ

Натяжение и встряхивание инструмента

Прихват ликвидирован

Да

Нет

Нет

Отворот бурильного инструмента

Отстреливание инструмента

Восстановление циркуляции

Перебур скважины/ участка ствола

Отворот свободной части ловил ьным оборудованием для извлечения инструмента

Ликвидация скважины

Нет

Выравнивание параметров бурового раствора 1 ~

Захват/навинчивание инструмента

Да

Извлечение бурильного инструмента

СПО для смены КНБК

Рис. 4. Схема последовательности ликвидации прихвата бурильной колонны скважины

признаков (затяжек бурильной колонны) возникновения прихвата бурильной колонны наиболее часто совершаемые ошибки буровой бригады следующие: при проработке или наращивании бурильного инструмента подъем ведется с затяжками и увеличением веса от нормального веса инструмента при его подъеме (первый признак возникновения прихвата бурильной колонны), при обнаружении первой затяжки инструмента большинство бурильщиков продолжают производить подъем бурильного инструмента (причем подъем бурильной колонны наверх происходит с превышением собственного веса ко-

лонны на 15%, без предварительного сбития бурильного инструмента с места прихвата ротором и расхаживанием), что приводит к уплотнению горной породы в интервале прихвата и впоследствии усугубляет ликвидацию прихвата.

Для выполнения последовательных указаний и снижения у бурового персонала количества ошибок при ликвидации прихвата бурильной колонны нами была разработана схема первоочередных действий по его ликвидации, которая представлена на рисунке 4. Предложенная схема способствует последовательному и координируемому проведению

работ, сокращает время и финансовые затраты на ликвидацию прихвата. Схему можно использовать в любых районах ведения работ при ликвидации прихвата бурильной колонны. Критерием для сравнительной оценки эффективности способов ликвидации прихватов бурильной колонны принимается время, затраченное на ликвидацию прихвата, которое определяется с учетом проведения необходимых операций при производстве работ (расхаживание и определение зоны прихвата, подготовка агента ванны,его закачивание и продавливание,время воздействия или сборка и спуск ясса, соединение

с прихваченными трубами, промывка, работа яссом и т.д.). Вот пример применения данной схемы на производстве. При бурении одной из скважин на Самотлорском месторождении был получен прихват при следующих условиях: после бурения скважины слайдом при отрыве от забоя подъем производился без затяжек инструмента, затяжка появляется при движении инструмента на середине квадрата. Затяжки сопровождались ростом давления в диапазоне от 12 до 17 МПа. Имело место постепенное увеличение веса инструмента при движении вверх. Также наблюдалось колебание веса инструмента при движении

вниз от 30 до 37 т. Далее, следуя схеме (рис. 3), была выявлена причина, по которой возник прихват бурильной колонны: это прихват вследствие нарушения устойчивости стенок (набухание глинистых сланцев) на глубине 1970 м в интервале Кошайских глин,которые характеризуются высокой текучестью и набуханием. Используя схему (рис. 4), буровой персонал приступил к ликвидации скважины, выполняя последовательные действия по ликвидации прихвата: восстановили циркуляцию с подачей не меньшей, чем при бурении скважины, далее расхаживал инструмент с допустимыми нагрузками и периодическим отбиванием его ротором методом сжи-

мающей пружины 9-10 оборотов и ударом гидромеханическим яссом вниз при частичной разгрузке колонны, прихват был ликвидирован в течение 30 минут. Таким образом, использование схемы по первоочередным действиям ликвидации прихвата бурильной колонны позволит принимать оперативные и правильные действия по ликвидации прихвата бурильной колонны (что сокращает время, потерянное на согласование действий по ликвидации прихвата), а также уменьшить дополнительные затраты времени, материалов и средств, сократить время, затраченное на бурение скважин, и уменьшить стоимость бурения, простоев и ремонтных работ.

Литература:

1. Ганджумян Р.А. Практические расчеты в разведочном бурении: учебно-практическое пособие/ Р.А. Ганджумян. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1986. - 253 с.

2. Самотой А.К. Прихваты колонн при бурении скважин:учебное пособие для вузов/ А.К. Самотой. - М.: Недра. 1978. -207 с.

3. Adams N. How to control differential pipe sticking. - Petroleum Engineer, 1977, October, November, December.

4. Инструкция по борьбе с прихватами колонн труб при бурении скважин: практическое пособие. - М.: Недра, 1976. -67 с.

Ключевые слова: прихват бурильной колонны, ликвидация прихвата, вид прихвата.