Технические процедуры реагирования и полевая практика при инцидентах, связанных с застреванием бурильной колонны.
Застревание бурильной колонны — распространённая угроза эффективности и безопасности оборудования при геологическом бурении и в нефтегазодобывающем секторе. Застревание происходит, когда бурильная колонна обездвиживается пластом, шламом или обломками и не может быть остановлена. В тяжёлых случаях это может привести к потере бурильной колонны или даже скважины. Для устранения серьёзных застреваний требуются точные, поэтапные действия. На основе полевого опыта ниже приведены три основных метода устранения проблемы, практические шаги и ключевые меры предосторожности.
Промывка под высоким давлением: основной физический способ устранения засора. Промывка под высоким давлением является базовой мерой первой помощи. Она использует гидравлическое воздействие и поток для устранения засора и ослабления сцепления между буровым долотом/трубопроводом и пластом. Ключевые моменты работы:
Выбор бурового раствора: если пласт чувствителен к воде (например, аргиллит), используйте буровой раствор высокого давления, совместимый с буровой системой, а не обычную воду, которая может вызвать набухание пласта и усугубить застревание. Предпочтительнее использовать буровой раствор, соответствующий буровой системе.
Процедура струйной очистки: при прокачке через бурильную трубу постепенно повышайте давление насоса (например, начните с ~50% от номинального давления и постепенно увеличивайте его), медленно вращая бурильную колонну, чтобы струя равномерно воздействовала на зону застревания. При наличии специальных инструментов для струйной очистки (например, импульсных струйных установок) используйте их до застрявшего участка и применяйте импульсные струи для улучшения очистки. Преимущества: простота, низкая стоимость; эффективность при уплотнении бурового шлама и мелкого мусора. Ограничения: ограниченное воздействие на адгезионные застревания, такие как сильное засорение глиной (адгезионное прилипание глинистой корки) или механическое застревание.
Введение разрыхлителей: химическая смазка и растворение. В случае неэффективности механической струйной обработки, введение разрыхлителя может уменьшить трение и адгезию между бурильной колонной и скважиной. Выбор типа разрыхлителя зависит от механизма застревания и типа породы:
Для улучшения адгезии (дифференциального или адгезионного сцепления бурового раствора с глиной/сланцем) используйте разрыхлители на масляной основе, чтобы уменьшить сцепление между бурильной колонной и буровым раствором.
Для участков с уменьшенным диаметром (например, эвапоритовые/солевые формации или зоны, чувствительные к жидкости, которые разрушаются или набухают) используйте кислоторастворимые или совместимые с формацией растворители и обеспечьте достаточное время выдержки (обычно 2–4 часа) для проникновения в трещины формации и зону застревания.
Контроль за впрыском: избегайте короткого замыкания (возврата агента в затрубное пространство до достижения точки застревания). Используйте поэтапные впрыски в сочетании с циклами сжатия под давлением и выдержки, чтобы гарантировать, что химическое вещество достигнет зоны застревания и воздействует на нее. Меры предосторожности: заранее проверьте совместимость разрыхляющего агента с материалами пласта и буровым раствором, чтобы избежать нежелательных реакций, которые могут привести к вторичным застреваниям.
Операции по механическому воздействию: механическое воздействие при сильных заклиниваниях. Если струйная обработка и химические реагенты неэффективны, основным решением является механическое механическое воздействие (удары). Распространены два подхода: использование буровых башмаков (инструментов для механического воздействия при бурении) и взрывная откатка с последующим механическим воздействием.
Работа с внутрискважинным башмаком: если бурильная колонна оборудована внутрискважинным башмаком, отрегулируйте нагрузку на крюк/подвешенный вес и используйте башмак для создания восходящего (вверх-банка) или нисходящего (вниз-банка) башмаков. Постепенно увеличивайте силу башмаков, учитывая прочность бурильной трубы и инструментов, чтобы избежать усталостного разрушения или обрыва.
Взрывное отсоединение плюс ударное воздействие: если ударное воздействие отсутствует в скважине, сначала используйте индикатор свободной точки для определения места застревания. Затем установите инструмент для взрывного отсоединения (или механический инструмент для контролируемого отсоединения) в точке пересечения вверх по скважине от места застревания, чтобы срезать или отделить верхнюю часть колонны от застрявшей части. Извлеките верхнюю часть колонны, установите новую нижнюю часть, доведите до оставшейся застрявшей части, установите ударное воздействие и выполните ударное воздействие. Этот метод сопряжен с более высоким риском и должен выполняться только опытным персоналом. После отсоединения или любого отсоединения немедленно прокачайте буровой раствор для удаления шлама и обломков из скважины.
Общие принципы и передовые методы работы в данной области.
Выявляйте проблему на ранней стадии и действуйте в зависимости от ее характера: постоянно контролируйте нагрузку на долото, крутящий момент и параметры циркуляции; при первых признаках заклинивания отдавайте предпочтение циркуляции под низким давлением и небольшим, контролируемым перемещениям бурильной колонны, чтобы разрядить ситуацию и предотвратить ее усугубление.
Выберите метод, соответствующий механизму застревания: струйная обработка для удаления уплотнений и мелкого мусора, химическое высвобождение для адгезионных или связанных с пластом застреваний, и ударное воздействие/откат для сильного механического застревания.
Безопасность и контроль: действуйте поэтапно, регистрируйте все данные о давлении, крутящем моменте и нагрузке, а для сложных или высокорискованных работ привлекайте опытных специалистов по операциям или рыболовству.
Своевременное выявление, правильная классификация и выбор соответствующего метода устранения проблем являются ключом к минимизации простоев и предотвращению потери оборудования или скважин.
