Бурение скважин на нефть и газ — сложный технологический процесс. Для его осуществления задалживается большое число разнообразного оборудования, инструментов и материалов.

Оборудование, находящееся в скважине, работает в условиях невидимых человеком. О его состоянии приходится судить только по показаниям приборов. Это требует, повышенного внимания к эксплуатации и уходу за оборудованием, инструментами и приборами, а также строгого соблюдения предписаний по технологии бурения скважин.

Несмотря на большую организационную работу, проводимую для исключения аварий технологическими службами предприятий, все еще не удалось устранить разнообразные факторы, способствующие их возникновению. Очевидно, еще длительное время аварии будут постоянными спутниками буровиков.

Под аварией в бурении следует понимать нарушение технологического процесса строительства скважины, вызываемое потерей^ подвижности колонны труб или их поломкой с оставлением в скважине элементов колонны труб, а также различных предметов и инструментов, для извлечения которых требуется проведение специальных работ. ,

Характерными поломками являются: поломка по телу или узлам соединения бурильных, утяжеленных, ведущих, обсадных и насосно-компрессорных труб, бурильных замков, переводников; поломки забойных двигателей, амортизаторов, расширителей, центраторов, долот, вспомогательных и ловилъных инструментов и т.д. Кроме того, в скважине могут оставаться долота, забойные двигатели, геофизические и другие приборы и инструменты или их части.

Часто бурильные и обсадные колонны неожиданно оказывают-. ся прихваченными или заклиненными в скважине. Происходит также смятие или нарушение обсадной колонны, которой перекрыта часть ствола скважины.

Нередки еще не предвиденные газонефтеводопроявления, надолго останавливающие процесс строительства скважины.

Все отмеченные выше нарушения технологического процесса строительства скважины, для устранения которых проводятся дополнительные работы, независимо от времени, затраченного на их ликвидацию, относятся к авариям в бурении.Нарушения непрерывности технологического процесса строительства скважины, происшедшие при соблюдении требований технологического проекта и правил ведения буровых работ, вызванные явлениями горно-геологического характера, такие как поглощения, нефтегазопроявления, выбросы, осыпи, обвалы, желобные выработки, искривления ствола, открытое фонтанирование и другие, а также последствия стихийных/ бедствий — относятся к осложнениям.

Классификация аварий

Для разработки методов предупреждения и ликвидации аварий потребовалось сгруппировать их по ряду общих признаков.

В соответствии с этим была разработана классификация аварий. В основу ее положен принцип выделения в отдельные виды схожих между собой и часто повторяющихся аварий. В свою очередь, виды аварий подразделены на группы, в которых, кроме общих признаков, учитываются и самостоятельные признаки,, отличающиеся от аварий другой группы.

Для всех буровых предприятий страны (Министерств геологии, нефтяной и газовой промышленности) разработана и утверждена единая Инструкция по классификации, расследованию и учету аварий при бурении скважин на нефть и газ.

Все аварии в бурении условно подразделяются на следующие виды: аварии с элементами колонны бурильных труб, прихваты бурильных и обсадных колонн, аварии с долотами, аварии с обсадными колоннами и элементами их оснастки; аварии из-за неудачного цементирования, аварии с забойными двигателями; аварии в результате падения в скважину посторонних предметов, прочие аварии.

Аварии с элементами колонны бурильных труб — оставление в скважине элементов колонны бурильных труб (ведущих, бурильных и утяжеленных труб, переводников, муфт, замков, центраторов, амортизаторов, калибраторов) из-за поломок по телу на гладком участке, в зоне замковой резьбы или по сварному шву, из-за1 срыва по резьбовому соединению, а также в результате падения в скважину указанных элементов.

Прихваты бурильных и обсадных колонн — непредвиденная потеря подвижности колонны труб вследствие прилипания под действием перепада давления; заклинивания в желобах, в местах сужения ствола или посторонними предметами; в результате обвала или осыпания горных пород со стенок скважины или оседания шлама за счет нарушения режима промывки, а также из-за образования сальника на бурильной колонне.

Аварии с долотами — оставленные в скважине долота, бурильной головки расширителя, а также их элементов и частей. Аварии с обсадными колоннами и элементами их оснастки — аварии со спускаемыми, спущенными и зацементированными колоннами либо с их частями, вызванные разъединением их по резь ря вышки. В результате случайно упавшие в скважину предметы , заклинивают колонну.

Реже бурильные колонны заклиниваются кусками породы в открытом стволе, особенно в зонах нахождения неустойчивых и перемятых пород, а также в интервалах залегания пластов с большими углами падения, на участках резких перегибов ствола.

Элементы бурильной колонны, особенно выступающие ее части (бурильные замки, центраторы, стабилизаторы), при спуско-подъемных операциях, ударяясь о стенки, сбивают куски пород, падая, заклинивают бурильную колонну. Породы выпадают кусками из стенок скважины, как правило, в начальный период вскрытия неустойчивых пород. Рассмотрим типичный пример заклинивания бурильной колонны посторонними предметами.

Скважина была закреплена обсадной колонной диаметром 219 мм до глубины 3552 м. При спуске бурильной колонны на глубину 4427 м выпала челюсть ключа АКВ-ЗМ и заклинила бурильные трубы на глубине 3002 м, т. е. в обсадной колонне. Последующими работами челюсть и бурильная колонна были извлечены, но на ликвидацию аварии было затрачено более 1 мес.

Заклинивание колонны труб осевшим шламом. Авариям этой подгруппы предшествует бурение с неполной очисткой забоя от шлама или бурение какое-то время без выхода циркуляции бурового раствора.

При частичной потере циркуляции бурового раствора долото и часть бурильной колонны заклиниваются оседающими частицами разрушенной долотом породы. При этом увеличивается крутящий момент на роторном моментомере, повышается давление бурового раствора, которое часто сопровождается разрывом диафрагмы в прихваченной. нагнетательной линии, а бурильная колонна оказывается прихваченной.

Геолого-техническое задание

В скважину при забое 1216 м была спущена на глубину 1165 м и зацементирована обсадная колонна диаметром 245 мм. После ОЗЦ трехшарошечным долотом разбурили цементный стакан, два обратных клапана, алюминиевый направляющий башмак, и скважину проработали до забоя. При этом в компоновке бурильной колонны отсутствовал шламометаллоулавливатель, а после разбуривания оснастки очистку забоя от металла не произвели. Для дальнейшего углубления скважины спустили бурильную колонну. Во время проработки призабойной зоны бурильщиком замечена неравномерная работа турбобура, поэтому вынуждены были начать подъем бурильной колонны. Бурильщик поднял долото от забоя на Юм, вместо быстрого подъема долота еще на 35 м в обсадную колонну он оставил колонну в открытом стволе и включил циркуляцию бурового раствора. Бригада начала производить вспомогательные работы (закачку раствора в доливную емкость и т. д.), которые нужно делать до спуска бурильной колонны или одновременно со спуском. Осевшим шламом и металлическими частицами бурильная колонна была прихвачена. Попытки провернуть ее и сдвинуть результатов не дали. Заказчиком было принято решение о попытке ликвидировать прихват путем «встряхивания » колонны торпедами из детонирующего шнура.

Ликвидация прихвата бурильной колонны торпедами из детонирующего шнура

Прилипание бурильной колонны ликвидируется торпедами из детонирующего шнура.

Принцип основан на «встряхивании» колонны взрывом.

При взрыве торпеды напротив зоны прихвата ударная волна способствует отрыву труб от стенки скважины или от сальника и т. д. Метод «встряхивания» широко и эффективно применяют во многих районах страны. Он дает положительные результаты при использовании его сразу же после возникновения прихвата и перед установкой ванны. Пока ведутся подготовительные работы для установки ванны, можно попытаться ликвидировать прихват методом «встряхивания» с помощью торпеды. Применение этого метода после ванн и других длительных работ не дает ощутимого результата. Торпеды рекомендуется использовать при давлении в месте взрыва до 150 МПа и температуре до 250 °С.

Ликвидация прихвата бурильной колонны торпедами из детонирующего шнура (стр. 1 из 3)

Ликвидация прихвата бурильной колонны торпедами из детонирующего шнура