Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В колонковом бурении выделяют четыре

группы аварий:

1) обрывы труб и породоразрушающего инструмента;

2) развинчивание труб и породоразрушающего инструмента;

3) прихваты труб и породоразрушающего инструмента;

4) падение бурового снаряда, труб и посторонних предме­тов в скважину.

Обрывы могут происходить в бурильных обсадных и ко­лонковых трубах. Причины обрывов бурильных труб следую­щие: износ их поверхности, износ или низкое качество резь­бовых соединений и большие нагрузки, создаваемые на ко­
лонну бурильных труб в результате осложнений в процессе бурения (обвалы пород, прихват шламом, затяжки инструмен­та и др.).

В зависимости от состояния бурового снаряда и прилагае­мых к нему нагрузок по форме обрывы бывают прямыми, клиновидными и спиральными.

Обрывы колонковых и обсадных труб чаще всего происхо­дят в резьбовых соединениях в результате их износа или больших создаваемых нагрузок.

Падение посторонних предметов в скважину является следствием халатности буровой бригады, если устье скважи­ны не закрыто пробкой во время профилактических и ре­монтных работ.

Развинчивание бурильных труб наблюдается во время спуска бурового снаряда в скважину при недостаточной за­тяжке резьбовых соединений или при сильном их износе.

Развинчивание обсадных труб чаще происходит в нижней части обсадной колонны. Причина данного вида аварии — по­становка башмака обсадных труб в слабоустойчивые породы. В результате вибраций бурильных труб и их воздействия на обсадные трубы порода осыпается из-под башмака и образу­ется каверна. В дальнейшем нижние обсадные трубы могут отвинтиться и опуститься вниз.

Достаточно распространенными и довольно сложными ава­риями являются прихваты труб и породоразрушающего инст­румента. В этой группе выделяют следующие виды аварий:

1) прихват породоразрушающего инструмента и колонко­вых труб;

2) прихват бурильных труб;

3) прихват обсадных труб.

Прихваты могут быть вызваны различными причинами. Прихваты часто возникают в результате геологических ос­ложнений: ^бвалов стенок скважин, поглощения промывоч­ной жидкости и др. Они могут происходить и по технологиче­ским причинам в результате зашламования скважины, суже­ния ее ствола, наличия толстой и липкой корки на стенках скважины. Кусочки металла, оставшиеся в стенках скважины от предыдущих аварий, или буровая дробь, находящаяся в трещинах (при дробовом бурении) могут быть также причи­нами прихватов бурового снаряда. Нарушение режима про­мывки при алмазном бурении является причиной прихвата алмазной коронки в результате ее перегрева и спекания ее матрицы с горной породой. В практике такой вид аварии но­сит название прижог коронки.

Прихват обсадных труб осуществляется неустойчивыми по­родами в результате их обрушения или буровым шламом, попа­дающим с устья скважины в зазор между обсадными трубами и стенками скважины. В результате прихвата затрудняется из­влечение обсадных труб после окончания бурения скважины.

Наиболее распространенные геологические осложнения при бурении следующие:

1) поглощение промывочной жидкости;

2) нарушение устойчивости ствола скважины;

3) образование желоба;

4) непредусмотренное искривление скважины;

5) водо-, газо — и нефтепроявления.

Для бурения в осложненных интервалах требуется приме­нение специальных технических средств и технологических приемов. Часто осложнения служат причинами затрат значи­тельного времени, материальных средств и снижения произ­водительности бурения.

Поглощения промывочной жидкости связаны с ее фильт­рацией в окружающие породы, в результате чего нарушается режим промывки и затрудняется бурение.

Причины поглощений промывочной жидкости могут быть: геологические, технологические, горно-технические и органи­зационные.

Геологические причины связаны с наличием пор, трещин и каверн в горных породах, которые формируют каналы фильтрации промывочной жидкости. В зависимости от их размеров меняется’ интенсивность поглощения. Раскрытие трещин колеблется от 1 мм до 100 мм и более. Раскрытие тре­щин определяет выбор закупоривающих средств, параметров тампонажных смесей и способа ликвидации поглощения. Ка­верны встречаются в породах, склонных к растворению в во­де (карбонатные, сульфатные породы, отложения солей). Тре­щиноватость и закарстованность пород снижаются с увеличе­нием глубины скважины и горного давления. Для определе­ния размеров трещин и каверн, а также интенсивности погло­щения необходимо проводить специальные исследования в скважине (каверно — и расходометрию). Классификация гор­ных пород по трещиноватости, закарстованности и степени водопроницаемости приведена в табл. 23.1.

Эта классификация позволяет использовать гидрогеологи­ческие данные того или иного района работ для прогнозиро­вания возможных поглощений промывочных жидкостей при бурении скважин, что может быть основой для выбора метода предупреждения и ликвидации поглощения.

Интенсивность поглощения промывочной жидкости зави­сит от следующих технологических факторов: выбора конст­рукции скважины, способа промывки, параметров промывоч­ной жидкости (плотности, вязкости), скорости потока по ство­лу скважины, частоты вращения бурового снаряда, изменения перепада давления на поглощающий пласт.

Нарушение устойчивости ствола скважины связано с из­менением пластических деформаций в приствольной зоне под действием горного давления. На развитие этих деформа­ций влияет изменение гидростатического и гидродинамиче­ского давлений промывочной жидкости, а также фильтраци­онные свойства раствора. Проникновение фильтрата промы­вочной жидкости в стенки скважины может привести к ос­лаблению связей между зернами породы и ускорить рост пластических деформаций, которые могут вызвать нарушение устойчивости стенок скважин. Физико-химическое взаимо­действие фильтрата промывочной жидкости со стенками скважины, сложенными породами глинистого комплекса, ока­зывает очень большое влияние на их устойчивость. В резуль­тате этого изменяются прочностные характеристики глини­стых пород.

В условиях вечной мерзлоты на устойчивость стенок сква­жин влияет температурный режим. Поддержание отрицатель­ных температур на стенках скважины является главным фак­тором их устойчивости.

Резкие колебания гидростатического и гидродинамическо­го давлений в скважине в результате поглощений промывоч­ной жидкости или водопроявлений являются причиной нару-

шения устойчивости ствола скважины, появления обвалов горных пород.

Большие затруднения в процессе бурения вызывает обра­зование желобов на стенках скважины.

Желобообразование представляет собой процесс односто­роннего продольного кавернообразования в стволе скважины. Такое осложнение часто встречается в наиболее искривлен­ных участках скважины, где происходит прогиб колонны бу­рильных труб. В результате этого бурильные трубы прижима­ются к лежачей стенке скважины, и в процессе спускоподъ­емных операций соединения бурильных труб внедряются в породу и прорабатывают желобообразную выработку. В за­висимости от конкретных условий указанная выработка мо­жет формироваться как в лежачей, так и в висячей стенке ствола скважины. Чаще всего образование желоба происхо­дит при бурении непрочных пород глинистого комплекса (ар­гиллиты, сланцы, мергели и т. д.), а также отложений солей. Опасность желобообразования возрастает в породах, переме­жающихся по твердости, что связано с ростом интенсивности искривления скважин. При желобообразовании возникает опасность попадания бурильных труб в суженную часть выра­ботки и их заклинивания, часто приводящего к обрыву бу­рильных труб.

Комментарии запрещены.