Технические средства и способы для направленного и многозабойного бурения

Одно из основных требований, предъявляемых к разведочной сква­жине, — проходка ее ствола в соответствии с запроектированным про­филем для приведения забоя в пространственно заданную точку геоло­гического разреза. При отклонении ствола скважины от проектного положения рудное тело пересекается в случайных, не предусмотренных проектом, точках, что нарушает принятую плотность разведочной сети. Это в конечном итоге приводит к погрешностям в определении оце­ночных параметров и пространственного положения тел, перебуриванию отдельных интервалов скважин и в целом к повышению стоимости гео­логоразведочных работ.

Скважина считается направленной, если при ее бурении в заданную точку используется естественное искривление скважины или применяются искусственные отклонители. При проектировании профиля скважины необ­ходимо учитывать возможное естественное ее отклонение, присущее сква­жинам данного месторождения или отдельного его участка. Это позволяет сократить объем трудоемких работ по искусственному искривлению сква­жин с помощью специальных отклонителей. Направленное бурение с отклонителями проводится: для приведения скважины в заданную точку, для исправления сильноискривленных скважин; при необходимости для обхода инструмента, оставленного в скважине в результате аварии.

Направленные скважины могут быть многозабойными. Многозабойная скважина — это скважина, из основного законченного ствола ко торой бурится один или несколько дополнительных стволов. Многозабойные скважины бурят с целью перебуривания интервалов с недостаточным выходом керна, для увеличения количества пересечений рудного тела и более представительной оценки его характеристик, отбора технологических проб и т. д.

Для поддержания заданного профиля скважины необходимо в процессе бурения контролировать местоположение ее забоя. Плановый контроль кривизны скважины осуществляется специальными каротажными отрядами, которые измеряют азимутальное и зенитное искривление через определенные интервалы с помощью инклинометром УМИ-25 (в слабомагнитных средах), ИГ-70, Зенит IV и МИА-Ш (в сильно магнитных средах).

Оперативный контроль искривления производится непосредственно буровыми бригадами. Измерения ведутся только в одной точке - у забоя. В скважинах с зенитными углами наклона менее 5° измеряются только зенитные углы. Для измерения используются патроны с плавиковой кислотой и медным купоросом. При зенитных углах наклона ствола более 5° измеряются зенитные азимутальные искривления. Измерения ведутся у забоя с помощью инклинометров И-6, ОК-40У и др.

Для искусственного искривления скважины используются ориентируемые и неориентируемые отклоняющие снаряды (отклонители). К не ориентируемым отклонителям относятся различные шарнирные компоновки (ШК), в состав которых входят: специальная толстостенная коронка, колонковая труба меньшего (следующего) по отношению к коронке размера, универсальный шарнир (ШУ) для соединения компоновки с колонной бурильных труб. Шарнирные компоновки применяются для неориентированного искривления скважин (чаще всего для их выполаживания), а также увеличения кривизны после искривления скважин г помощью ориентируемых отклонителей. Они используются обычно в скважинах, зенитные углы ствола которых составляют более 15°. При меньших углах интенсивность скривления с помощью ШК снижается и возможны значительные азимутальные искривления. Преимущество шарнирных компоновок — бурение при пониженных осевых нагрузках.

Для азимутального искривления скважин применяются различные ориентируемые отклонители: клиновые стационарные (КОС), съемные клиновые (СО-73/36, СНБ-КО); безклиновые (АНс, ТЗ, БСНБ и др.),

Съемные отклонители устанавливаются на забое после его очистки от керна и шлама и служат для отбуривания пилот-скважины, которая после подъема отклоняющегося снаряда расширяется до прежнего диаметра ступенчатыми расширителями РС-46/59 или РС-59/76. При использовании для искривления скважин безклиновых отклонителей и стационарных клиньев на первом этапе бурения скважин применяются алмазные долота АДН-8, АДН-22 и ИДН-12. В дальнейшем используются кольцевые алмазные коронки с укороченными колонковыми трубами, длина которых увеличивается от рейса к рейсу.

Скважина перед установкой в ней отклонителей тщательно промывается и в месте постановки клина производятся замеры зенитного угла и азимута направления ствола скважины. Если на забое остается шлам, то спуск отклонителя в ствол скважины сопровождается промывкой забоя с помощью специального приспособления. Забуривание дополнительных стволов при многозабойном бурении производится с помощью стационарных клиновых отклонителей. Для создания искусственного забоя применяются пробки типа ИЗ или других конструкций.

Ориентирование отклонителей осуществляется прямым или косвенным способом. Прямое ориентирование проводят как в наклонных, так и вертикальных скважинах, косвенное — только в наклонных. При прямом способе ориентирования используются специальные разъемные кольца, на которых могут фиксированно устанавливаться визирная трубка, Сумматор углов поворота снаряда или визирная линейка (при вертикальном визировании). В некоторых случаях работы ведутся со специальными ориентировочными ниппелями и поворотными головками.

Косвенный способ ориентации применяется в скважинах, зенитные углы ствола которых превышают 5°. При меньших углах значительно возрастает погрешность ориентирования. Аппаратура для ориен­тирования отклонителей косвенным способом включает скважинный прибор-датчик, вводящий в состав бурового снаряда или спускаемый в колонну бурильных труб только на период ориентации, и наземный пульт управления.