Осложнения при бурении горизонтальных скважин

Проблемы при ГНБ (горизонтальном направленном бурении) возникают при отсутствии или недостатке опыта у мастеров-бурильщиков. Аварии возникают при эксплуатации вышедшего из строя оборудования: установка ГНБ, буровая головка, штанга. Несоблюдение режима работ чревато негативными последствиями.

Трудности и аварии в процессе бурения скважин

Основные типы аварий при горизонтальном бурении:

1. Поломка инструментов. Такой вид повреждений встречается не часто, но от него напрямую зависит скорость бурения скважин. При поломке долото или его шарошки (узлы) остаются внутри траншеи. Если бурильный инструмент застрял целиком, то на его извлечение тратится много времени.
2. Авария с бурильными трубами. Осложнения появляются при роторном типе бурения. Нарушения провоцируются перепадами напряжения, появляющимися внутри трубы, или непрофессионализмом мастеров-бурильщиков.
3. Прихваты обсадных и бурильных колонн. Аварии появляются на фоне перепадов гидравлического давления внутри проницаемых пластов. На стержнях турбобуров могут образовываться сальники, которые заклинивают инструмент. Прихват толстых стальных труб происходит после оседания твердых частиц раствора.

Осложнения при бурении горизонтальных скважин возникают из-за поломки турбобура, вызванной внезапным отключением электроэнергии.

Нарушение целостности стенок скважины

При горизонтальном бурении риск обвала стенок достаточно высок. Их увлажняют раствором, что снижает уровень прочности примесей полевых шпатов, кварца или продуктов дегидратации глины. Большие объемы раствора содержат много воды, которая проходит в проницаемые пласты. Обвалы может спровоцировать механическое воздействие на стенки. Механическое движение земной коры приводит к сжатию пород, на фоне чего земля начинает осыпаться.

Осыпи можно распознать по характерным признакам:

• выделение газа из скважины;
• прихват стальных труб;
• желобообразование, спровоцированное растворением солей;
• вынос породы;
• большая нагрузка на буровую установку.

Желобообразование характеризуется прихватами, затяжками и посадкой породы. Риск появления осложнений возрастает прямо пропорционально числу рейсов турбобура. Основными причинами аварий считают:

• большую площадь контакта породы с долотом;
• немалый вес буровой установки;
• большие углы перегиба ствола.

Чаще всего образование желобов происходит при прокладке искривленных и наклонных скважин.

Предупреждение и борьба с поглощениями бурового раствора

Под поглощением бурового раствора понимают сложность, характеризующуюся частичным или полным нарушением циркуляции жидкости, применяемой для промывок скважин. Осложнение развивается под воздействием повышенного давления внутри земляных пластов. Многое зависит от характера поглощаемых объектов. К предрасполагающим факторам относят:

1. Техническую сторону процесса. Большое внимание необходимо уделить способу и скорости бурения, количеству и качеству раствора, который подается в скважину.
2. Геологические: характеристики пластовых жидкостей, гидравлическое давление и степень сопротивляемости горных пород относительно разрыва, глубина залегания, мощность и тип пласта. Сопутствующие осложнения (обвал, перетоки вод, выделение газа) влияют на скорость поглощения раствора.

В зависимости от интенсивности выделяют несколько типов поглощений:

• высокоинтенсивное;
• среднеинтенсивное;
• малоинтенсивное.

Отбор шлама, геофизические и гидродинамические исследовательские методы помогают выявить направление и величину перетоков, интенсивность водопроявления, месторасположение, мощность и строение пласта.

Бурение нефтяных и газовых скважин

К проблемам бурения скважин относят наличие нефти или газа внутри земляного пласта. Вещества, находящиеся в газообразном состоянии, проникают сквозь трещины и заполняет скважину. Жидкость с силой выбрасывается на поверхность, образуя нефтяной или газовый фонтан. Осложнение влечет за собой поломку инструмента и пожар (редко).

Газонефтеводопроявление можно регулировать с помощью специального оборудования (за исключением открытых фонтанов). К основным причинам появления относят:

• присутствие в разрезе водных, нефтяных или газовых пластов;
• простои в процессе бурения;
• несоблюдение правил эксплуатации буровых установок;
• снижение плотности раствора;
• глушение скважин;
• отсутствие долива;
• несоблюдение правил изготовления раствора.

ГНВП может перейти в открытый фонтан. Предрасполагающие факторы:

• отсутствие специальных устройств, с помощью которых перекрывают каналы труб;
• несоблюдение правил эксплуатации противовыбросовых инструментов;
• неисправности или неправильный монтаж скважин;
• несоблюдение правил безопасности газовой и нефтяной промышленности;
• отсутствие у бурильщиков опыта по устранению осложнений.

Обсадные колонны необходимо цементировать, чтобы предотвратить газонефтеводопроявление.

Меры по ликвидации аварий

Меры по ликвидации могут варьироваться в зависимости от типа аварий. Ее своевременное выявление может минимизировать риск появления осложнений. Если в процессе бурения произошла поломка турбобура, то ликвидировать аварию можно достаточно быстро: нужно навинтить на сломанную резьбу калибр или прихватить ее специальными ловителями.

Если в скважине осталось долото, то в буровую трубу (на глубину до 7 м) необходимо опустить фрезер магнитный. Скорость вращения ротора должна быть маленькой. После промывки прибор примагничивает к себе детали и поднимает их на поверхность. Неисправным долотом работать нельзя – это может осложнить процесс ликвидации аварии.

При возникновении ГНВП бурильщики обязаны предпринять следующие меры:

• оповестить главного инженера об аварии;
• загерметизировать устье скважины под надзором мастера ТКРС;
• остановить работу всех приборов (включая буровые установки);
• отключить осветительные и силовые линии;
• прекратить подачу электроэнергии на загазованный участок;
• потушить бытовые и технические топки;
• предупредить буровиков об опасности курения в загазованной зоне;
• прекратить подачу электроэнергии на производственные точки (трансформаторы, пункты газораспределения);
• удалиться за пределы загазованного участка, предварительно расставив по территории предупреждающие об опасности знаки.

При обвале стен застрявшее долото необходимо расходить движением вниз. При поглощении бурового раствора турбобур необходимо отворотить и извлечь частями. Незначительные аварии в этом случае можно ликвидировать путем введения в раствор специальных паст (глинисто-цементных или глинистых), которые выполняют роль заполнителей проницаемых зон.

Очистить забой можно с минимальными потерями: бурение осуществляют на воздухе и в воде. Для перекрытия в скважину помещают обсадную колонну (трубу из стали) и цементируют.