ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ СТРАГИВАНИИ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ ПОСЛЕ ОСТАВЛЕНИЯ ЕЕ БЕЗ ДВИЖЕНИЯ
В случае пластического характера контакта при данной номинальной площади соприкосновения двух тел фактическая площадь касания со временем возрастает. Коэффициент трения при этом также будет увеличиваться, приближаясь к максимальному значению. Этот максимум наступит тем быстрее, чем больше нормальная нагрузка. Аналитическая зависимость, характеризующая влияние продолжительности неподвижного контакта на коэффициент трения, получена И. В. Крагельским [37].
В промысловых условиях силы сопротивления определяем после неподвижного контактирования труб со стенками скважины в течение определенного времени, безопасного с точк» зрения возникновения аварии. После времени t оставления инструмента без движения замеряли показание индикатора веса при страгивании колонны вверх. Результаты исследований представлены в табл. 21 и на рис. 12. Из приведенных данных видно, что во всех случаях увеличение времени неподвижного контакта приводит к росту сил сопротивления страгивания, что* объясняется увеличением площади фактического контакта при вдавливании труб в корку и взаимодействии металла с более плотными слоями корки. В этих условиях происходит утончение, а иногда и удаление смазочной пленки из зоны контакта.
Силы сопротивления интенсивно возрастают в первые 1 — 2 мин контакта. Причем при нахождении инструмента против.
Обозначение на |
Долото на глу |
||
рисунке |
№ скважины |
Площадь |
бине, м |
1 |
74 |
Колодезная |
2915 |
2 |
125 |
1553 |
|
3 |
75 |
2470 |
|
4 |
75 |
2450 |
|
5 |
125 |
2160 |
|
б |
125 |
Величаевская |
1690 |
7 |
96 |
2445 |
|
8 |
75 |
Колодезная |
2650 |
9 |
74 |
1440 |
|
10 |
75 |
2415 |
|
и |
96 |
Величаевская |
3100 |
12 |
75 |
Колодезная |
3100 |
13 |
96 |
Величаевская |
2775 |
Рис. 12. Графики результатов определения сил сопротивления при страгивании колонны труб после оставления ее без движения: |
Время, мин |
2545 |
75 |
14 |
Колодезная |
Примечание.
Замеры проводили при циркуляции (сплошная линия) и без циркуляции (пунктирная линия) раствора.
Таблица 21 Результаты замеров сил сопротивлений
|
2615 |
— + |
120 240 420 |
97,7 107.3 107.3 |
93,7 |
85,7 |
1,26 |
35 |
12/78 |
6 |
1,5 |
||
— |
120 240 420 |
105.2 105.2 105.2 |
98,6 |
88,4 |
||||||||
92 |
Правобереж |
2820 |
+ |
63 119 180 300 |
106.7 113.0 115.7 117.0 |
102,0 |
91,0 |
1,30 |
29 |
9/47 |
3,4 |
1 |
ная |
— |
60 ИЗ 180 300 |
109.3 113,0 114.3 118,2 |
104,0 |
94,0 |
|||||||
2316 |
+ |
190 360 600 |
103,0 106.5 106.5 |
97,9 |
85,0 |
1,22 |
25 |
3/63 |
5,6 |
О |
||
117 |
Колодезная |
— |
190 360 600 |
106,5 109.2 109.2 |
102,0 |
94,0 |
||||||
2902 |
+ |
120 240 360 600 |
138,8 143.0 145.1 152,0 |
131,5 |
109,8 |
1,25 |
35 |
5/48 |
4,9 |
I |
||
— |
120 240 360 600 |
141.0 143.0 147,2 149,5 |
136,0 |
117,0 |
Примечание. Скважина бурили роторным способом. |
Рис. 13. Графики изменения сил сопротивления во времени в зависимости от подачи буровых насосов:
а 1 ZJ h5 Время, мин |
1 — 0; 2 — 24 л/с; 3-36 л/с
непроницаемых отложений силы сопротивления по истечении 2—2,5 мин или совсем не увеличивались (скв. 125 Колодезная, глубины 1553 и 1690 м), или увеличивались незначительно (скв. 90 Правобережная, глубина 2320 м; скв. 147. Колодезная, глубина 2316 м). В случае контакта с проницаемыми породами силы сопротивления больше, а процесс их формирования более длительный (скв. 74 Колодезная, глубина 2915 м; скв. 75 Колодезная, глубина 2160 м; скв. 96 Вели — чаевская, глубины 3100, 2575, 2445 м).
Для исследования влияния продолжительности кольматации стенки скважины на значение сил сопротивления в скв. 75 Колодезная замеряли силы сопротивления при вскрытии проницаемого интервала 2545—2550 м после 5-мин неподвижного контакта. При этом сила сопротивления составила 10 тс. Через 29 сут замеренная в этом же интервале глубин (условия опыта те же) сила сопротивления после 9-мин контакта составила всего 7 тс. Следовательно, прихваты более интенсивно формируются во свежевскрытых малокольматированных отложениях, с увеличением времени кольматации проницаемость и у них, и у фильтрационных корок снижается, следовательно, уменьшается вероятность возникновения прихватов.
Чтобы оценить влияние циркуляции промывочной жидкости на характер изменения сил сопротивления при прихвате, на скв. 125 Величаевская провели специальный эксперимент (рис. 13). При нахождении долота на глубине 2500 м в отложениях свежевскрытых известняков верхнего мела по мере увеличения количества прокачиваемой промывочной жидкости от 0 до 36 л/с сила сопротивления (при прочих равных условиях) возросла (через 4,5 мин контакта) от 12 до 37 тс. Промывочная жидкость характеризовалась показателями:
TOC o "1-5" h z Плотность, г/см3…………………………………………………… 1,27
Условная вязкость, с…………………………………………. 35
CHCj^jq, мгс/см2…………………………………………………. 18/46
Водоотдача, см3/30 мин……………………………………….. 6
К, мм…………………………………………………………………….. 2
Увеличение количества прокачиваемой жидкости приводит к интенсификации прихвата, что связано с ростом процесса кор-
кообразования в застойной зоне, вследствие увеличения водоотдачи и перепада давления в зоне прихвата в результате роста гидродинамических давлений.