Не паникуйте при возникновении скольжения при бурении горных пород — пять основных стратегий реагирования
Застревание и проскальзывание — распространённая проблема в скважине при бурении горных пород, характеризующаяся периодическими или внезапными скачками долота и аномальными колебаниями крутящего момента. Она снижает скорость проходки, ускоряет износ инструмента и может привести к застреванию бурильной колонны или её поломке. Своевременное выявление причин и применение целенаправленных мер имеют решающее значение для безопасного и эффективного бурения горных пород. Следующие пять стратегий обобщают практические меры.
Оптимизация параметров бурения горных пород позволяет устранить первопричину. Несоответствие между параметрами бурения и условиями пласта является частой причиной прерывистого скольжения. Динамическая настройка параметров может значительно снизить его частоту.
Разумно снижайте нагрузку на долото (WOB): чрезмерная нагрузка на долото, превышающая пределы прочности породы или допустимой нагрузки на долото, может вызывать повторяющиеся «проскальзывания» в твердых породах. Снижайте нагрузку на долото постепенно, исходя из изменений крутящего момента и глубины проникновения в реальном времени, чтобы сгладить процесс резания и уменьшить мгновенные удары.
Динамическая регулировка скорости вращения (об/мин): выбирайте скорость вращения в зависимости от типа породы и типа долота. В твердых, хрупких породах или при использовании долот со стальными зубьями высокая скорость вращения увеличивает износ и вибрацию; снижение скорости вращения уменьшает высокочастотные удары и помогает предотвратить заедание. В мягких породах повышение скорости вращения в пределах безопасных значений может улучшить скорость проходки и уменьшить накопление шлама.
Проверьте бурильную колонну и долото, чтобы обеспечить равномерную нагрузку в скважине. Износ, деформация или дефекты соединений бурильной колонны вызывают дисбаланс и являются основными причинами заедания и проскальзывания оборудования.
Проверьте состояние бурового долота: чрезмерный износ, поломка зубьев или образование налета (прилипание бурового шлама к долоту) нарушают стабильность резания. Периодически извлекайте и осматривайте долото; при обнаружении износа или образования налета немедленно заменяйте или очищайте его.
Проверьте целостность бурильных штанг: изогнутые или деформированные бурильные штанги, а также ослабленные резьбовые соединения вызывают эксцентрическую вибрацию во время вращения. Проведите визуальный осмотр и проверку через ствол скважины; замените изогнутые штанги и затяните/отремонтируйте поврежденные соединения, чтобы восстановить прямолинейность и устойчивость.
Оптимизация бурового раствора для улучшения условий на забое скважины. Свойства бурового раствора оказывают сильное влияние на перенос шлама и устойчивость ствола скважины; плохие характеристики раствора способствуют образованию шламовых пластов или нестабильности ствола скважины, что косвенно приводит к прерывистому скольжению.
Регулировка вязкости жидкости: низкая вязкость снижает несущую способность бурового шлама и позволяет образоваться шламовому слою у долота, вызывая резкие изменения сопротивления резанию. Для улучшения суспензирования и транспортировки бурового шлама следует увеличить вязкость или добавить загустители.
Контроль плотности бурового раствора: чрезмерная плотность бурового раствора повышает забойное давление и контактное напряжение на долоте, а также может вызвать сужение ствола скважины, что увеличивает сопротивление забоя. Регулируйте плотность на основе данных о пластовом давлении, поддерживая ее на минимально возможном уровне, сохраняя при этом контроль над скважиной, чтобы минимизировать помехи при бурении горных пород.
Сопоставьте процесс со сложностью геологического строения. Неоднородность пласта является основной причиной скольжения и прерывистости; она требует применения специально разработанных оперативных тактик.
Проходите бурение осторожно через чередующиеся мягкие и твердые слои: резкий переход от мягкой породы к твердой вызывает резкие изменения сопротивления резанию и может спровоцировать прерывистое скольжение. Используйте переход «сниженная осевая нагрузка и медленное бурение» и, при необходимости, переключитесь на более подходящее долото (например, трехгранное долото с твердосплавными вставками вместо стального долота) для работы с различной твердостью.
Управление сужением и обрушением скважины: В узких или обрушающихся участках сначала стабилизируйте стенку, увеличив вязкость жидкости, добавив средства, предотвращающие потерю циркуляции или образование перемычек, а затем возобновите бурение с измененными параметрами. В случае застревания используйте внутрискважинный башмак или ударный инструмент, чтобы помочь освободить скважину и предотвратить ее дальнейшее распространение.
Укрепить управление объектом, обучение и техническое обслуживание. Эффективные меры профилактики и реагирования сочетают технические меры с грамотным управлением.
Повышайте квалификацию операторов: обучайте бригады поддержанию стабильной подачи и избеганию резких изменений осевой нагрузки или частоты вращения. Внимательно следите за показаниями динамометров, весовых индикаторов и других приборов; останавливайтесь и проводите осмотр при первых признаках аномальных колебаний для своевременного вмешательства.
Поддерживайте оборудование в исправном состоянии и ведите учет: проводите плановое техническое обслуживание буровой установки и инструментов, осуществляйте своевременные проверки и регистрируйте все инциденты и корректировки параметров. Анализ записей о случаях застревания и скольжения в различных геологических формациях и условиях эксплуатации поможет разработать целенаправленные планы профилактического и корректирующего обслуживания.
Краткое содержание:
Для предотвращения и управления проскальзыванием бурового раствора необходимы скоординированные действия: правильная настройка параметров бурения, надежное состояние бурильной колонны, эффективные свойства бурового раствора, адаптивные методы к условиям пласта и дисциплинированное управление площадкой. Примените эти пять основных стратегий, чтобы сократить время простоя, защитить оборудование и обеспечить безопасность и эффективность буровых работ.
