22. Борьба с искривлением вертикальных скважин.

Скважины бурят вертикальные и наклонные. В первом случае предпринимают меры, направленные на предупреждение искривления ствола, а во втором случае скважины принудительно искривляют по заранее выбранному профилю. В связи с этим бурение должно осуществляться при строгом контроле положения скважины в пространстве.

В процессе бурения возможна различная пространственная ориентация оси скважины: ось вертикальная; ось, искривленная в одной плоскости; ось, имеющая ряд пространственных изгибов.

Вследствие многообразия одновременно действующих факторов, способствующих искривлению скважин, практически невозможно бурить их в строго вертикальном направлении. В процессе бурения ствол скважины самопроизвольно искривляется из-за воздействия природных и технологических факторов: наклонное залегание пород; их слоистость, трещиноватость и различная твердость; не горизонтальная установка ротора; использование изогнутых труб (рис. 27.1). Поэтому все вертикальные скважины в той или иной степени искривлены.

Рис. 27.1. Самопроизвольное искривление ствола скважины

Искривление ствола скважины в любой точке характеризуется двумя величинами:

зенитным углом α, который показывает отклонение оси скважины от вертикали в данной точке;

азимутальным углом φ, который показывает положение точки оси скважины относительно северного направления.

Пробурить скважину по выбранному профилю с попаданием забоя в заданную точку пласта очень трудно. Поэтому установлены допустимые отклонения забоя от проектного положения. Скважины, с зенитным углом до 2^о следует называть условно вертикальными, в остальных случаях – искривленными. Допустимое отклонение от проекта забоя скважин: глубиной до 2000 м – не более 20 м; глубиной более 3000 м – не более 50 м.

В искривленной скважине затруднено нормальное проведение буровых работ, более вероятно желобообразование, более интенсивно изнашиваются бурильные трубы, чаще происходит поломка инструмента, осложняются из-за затяжек спускоподъемные работы. Искривление скважин затрудняет цементирование обсадных колонн, эксплуатацию нефтяного месторождения, а также искажает представление о действительной мощности пластов.

Перед началом буровых работ необходимо проверить горизонтальность установки ротора, центрирование вышки и шахтного направления. При бурении основными мерами против самопроизвольного искривления скважин являются: правильная компоновка нижней части бурильной колонны (КНБК) и регулирование режима бурения в соответствии с характером пород. К элементам КНБК, предупреждающим искривление скважин, относятся: калибраторы, центраторы, стабилизаторы, расширители, короткие УБТ.

В типичной компоновке низа колонны используется принцип отвеса, основанный на создании у долота наибольшей массы. Используется также центрирование нижней части бурильных труб. В этом случае предупреждение изгиба труб достигается установкой центраторов и стабилизаторов. При бурении турбобурами используют гироскопический эффект, когда в качестве гироскопа используют УБТ максимально возможного диаметра.

На устойчивость КНБК частота вращения оказывает большее влияние, чем осевая нагрузка. В порядке уменьшения влияния на искривление скважин долота распределяются следующим образом: лопастные; одношарошечные; алмазные; трехшарошечные. В ГТН на проводку скважины приводятся типы КНБК с указанием их элементов по интервалам бурения.

В процессе бурения необходимо замерять направление ствола скважины через определенные интервалы глубины, но не реже, чем через каждые 50 м.

Для измерения искривления скважины применяют инклинометры. Результаты измерений представляются в виде таблиц зенитных углов α и азимута φ. Результаты измерений в отдельных точках изображаются в виде проекций ствола скважины на горизонтальную плоскость в различных масштабах (рис. 27.2). Возле каждой точки измерений наносятся полученные глубина и углы наклона ствола.

Рис27.2. Проекция ствола скважины на горизонтальную плоскость

Если в процессе бурения искривление скважины выходит за допускаемые проектом значения, необходимо исправить искривление ствола. Для этого выбирают ближайший вертикальный участок ствола скважины против мягких пород. Ниже вертикального участка ставят цементный мост и забуривают новый ствол скважины. При этом крепость горной породы должна быть меньше крепости цементного камня. В период забуривания ствола необходимо следить за шламом. Когда цемент перестает появляться в шламе, осевую нагрузку увеличивают до нормальной величины.