Як запобігти заїданню бурильної колони (втраті ваги долота) під час буріння?

Термін «втрата ваги на долоті» (LWB) стосується ситуації під час буріння, коли розрахункове навантаження на долото (WOB) не діє на бурове долото. Натомість, через надмірне тертя між бурильною колоною свердловини та стінкою свердловини, вся прикладена вага поглинається бурильною колоною.

Під час застосування навантажувальної обробки, усадка стовбура свердловини часто призводить до того, що вага повністю переноситься набурильна колонаабо стабілізатори. Це вимагає постійного прикладання ваги, але необхідно враховувати міцність бурильної колони на стиск. Кожне збільшення ваги може призвести до невеликого руху бурильної колони вниз; повторне прикладання ваги дозволяє бурильній колоні просуватися повз звужену секцію стовбура свердловини. У момент виходу бурильної колони з цієї секції бурове долото швидко торкається дна свердловини. Оскільки долото на долото в цій точці вище, ніж для звичайного буріння, долото проникає в пласт глибше, що призводить до раптового збільшення крутного моменту. Це може призвести до зупинки поворотного столу або верхнього приводу. Якщо сталася зупинка, не піднімайте бурильну колону різко — спочатку відпустіть крутний момент. Нормальне буріння можна відновити після повторних регулювань.

Втрата ваги на долоті зазвичай відбувається в таких випадках: спрямоване буріння вертикальних свердловин зі зворотним розширюванням або спрямовані свердловини з кількома операціями зворотного розширювання, спрямоване буріння віконного фрезерування та закладання бокових стволів, а також спрямоване буріння горизонтальних свердловин. Через траєкторію стовбура свердловини та різні фактори опору тиску, що прикладається до бурильної колони, важко передати на бурове долото. За допомогою комплексних приладів каротажу та індикаторів ваги це видно наступним чином: положення бурового долота залишається незмінним, і метраж не отримується, незважаючи на постійне збільшення навантаження долота; тиск насоса не підвищується, і блокування насоса не відбувається. Однак подальше збільшення навантаження долота може призвести до раптового блокування насоса. Для спрямованих свердловин втрата ваги на долоті не тільки порушує нормальну спрямовану роботу, але й створює ризик заклинення труби, якщо операції виконуються неправильно.

1. Посилення контролю траєкторії стовбура свердловини та оптимізація конфігурації бурильної колони

Щоб вирішити проблему втрати ваги долота, спричиненої поганою траєкторією стовбура свердловини, основним інженерним заходом є покращення контролю траєкторії. Для похилих свердловин з великим кутом нахилу та з великим відходом від проекту слід застосовувати повнорозмірне керування, щоб підтримувати відхилення та азимут свердловини у відповідності до проекту, уникаючи зворотного розширювання через відхилення від проекту.

Щодо втрати ваги долота, що виникає внаслідок поганої траєкторії стовбура свердловини, найефективнішим рішенням є спрощення конфігурації бурильної колони: зменшення кількості ущільнених бурильних труб та збільшення кількості важких бурильних труб (HWDP). Це знижує жорсткість бурильної колони, зменшує площу контакту між бурильною колоною та шламовою кіркою, а також запобігає як втраті ваги долота, так і диференціальному прихопленню.

Щодо втрати ваги долота в горизонтальних свердловинах, заходи повинні бути зосереджені на очищенні стовбура свердловини, змащуванні та методах роботи бурильника.

2. Покращення очищення

Покращення очищення включає очищення стовбура свердловини та очищення поверхневого бурового розчину за допомогою обладнання для контролю твердих частинок на поверхні.

Покращення ємності бурового розчину для перенесення шламу

У нещодавніх проектах спрямованого буріння зазвичай використовуються долота PDC у поєднанні з технологією керованого двигуна, які забезпечують відносно швидкий прохід та подрібнюють буровий шлам на дрібні частинки, що створює певні труднощі для очищення стовбура свердловини.

Вимоги до переміщення для різних секцій свердловини:Для ділянки свердловини діаметром φ311 мм витрата повинна бути більше 3,4 м³/хв; для ділянки свердловини діаметром φ216 мм вона повинна бути більше 1,1 м³/хв.

Коригування реологічних параметрів бурового розчину на основі повернення шламу свердловини:Для бурового розчину з полімерами з низьким вмістом твердих частинок коефіцієнт динамічної пластичності слід контролювати в межах від 0,42 до 0,50, щоб забезпечити хороший ефект винесення шламу. Щодо в'язкості бурового розчину та міцності гелю, в'язкість похилих свердловин з великим кутом буріння слід підтримувати вище 48 секунд — висока в'язкість та міцність гелю допомагають запобігти вертикальному осіданню шламу.

В одному буровому проекті, коли відхилення свердловини становило 50–60 градусів, додавання органічного позитивного гелю знизило в'язкість бурового розчину приблизно до 42 секунд, що призвело до поганого повернення шламу в свердловину та втрати ваги на долоті під час спрямованого буріння. Нормальні умови в свердловині відновилися після збільшення в'язкості бурового розчину до 50 секунд.

Для свердловин глибиною понад 200–300 метрів горизонтальні свердловини можуть бути підтягнуті до секції свердловини з відхиленням на 20–30 градусів. У конфігурації бурильної колони для спрямованого буріння зазвичай включають кілька стендів утяжних труб. У щойно пробурених свердловинах наявність утяжних труб збільшує швидкість повернення бурового розчину в кільце, тому пласти шламу зазвичай осідають у старому стовбурі свердловини. Тому деякі бурові бригади витягують лише щойно пробурену секцію свердловини, що мало впливає на руйнування пластів шламу.

3. Покращення змащувальної здатності бурового розчину та якості шламового пирога

Покращення змащувальної здатності бурового розчину

Конкретні заходи щодо покращення змащувальної здатності бурового розчину включають, по-перше, збільшення дозування мастильних матеріалів та, по-друге, використання комбінації різних мастильних матеріалів.

Під час спрямованого буріння сиру нафту зазвичай змішують із буровим розчином під час операцій спрямованого буріння. Хоча сира нафта має хороші змащувальні властивості, її додавання погіршує якість шламу. Тому під час операцій спрямованого буріння сиру нафту слід використовувати разом із мастильними матеріалами на водній основі. Це не тільки вирішує проблему змащування, але й запобігає утворенню товстого шламу, спричиненого надмірним дозуванням сирої нафти.

Тертя ковзання збільшується зі збільшенням коефіцієнта тертя. Для вирішення цієї проблеми в буровий розчин можна змішати приблизно 3–5 тонн сирої нафти, при цьому вміст сирої нафти не перевищує 9–10%.

Покращення якості глиняного пирога

Для покращення якості шламу можна додавати такі шламові матеріали, як сульфований асфальт та фенольна смола. Високоякісний шлам зменшує ризик диференціального прихоплення, спричиненого втратою ваги долота.

Окрім рідких мастил, тверді мастила та мастила для екстремального тиску також ефективно зменшують втрату ваги долота. Коли втрата ваги долота відбувається під час спрямованого буріння у твердих пластах, додавання 200–300 кг розширеного графіту за один раз має хороший ефект для вирішення проблеми втрати ваги долота, спричиненої поганою змащувальною здатністю.

Контакт: Мей Є

Мобільний/Whatsapp:+0086-18109206861
Електронна пошта:landrill@landrilltools.com
Веб: www.landrilltools.com