СПОСОБЫ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТА БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН, А ТАКЖЕ ИХ ВЫБОР

УДК 622.248 Сафиуллин Линар Аглямович студент 2 курса магистратуры, нефтегазовое дело Тюменский индустриальный университет, Россия, г. Тюмень e-mail: Linar26130@yandex.ru Научный руководитель: Семененко А.Ф., ассистент, Тюменский индустриальный университет, Россия, г. Тюмень СПОСОБЫ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТА БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН, А ТАКЖЕ ИХ ВЫБОР Аннотация: В данной статье рассматриваются механические способы ликвидации прихвата бурильных колонн при бурении наклонно-направленных скважин, а так же выбор способа ликвидации этих прихватов. Ключевые слова: ликвидация прихватов, ударные механизмы, гидроимпульсный способ, бурение наклонно-направленных скважин. Safiullin Linar Aglyamovich 2nd year master student, Oil and gas business Tyumen Industrial University, Russia, Tyumen Scientific adviser: Semenenko A.F., assistant, Tyumen Industrial University, Russia, Tyumen WAYS TO ELIMINATE THE STICKING OF DRILL STRINGS, AS WELL AS THEIR CHOICE Abstract: This article discusses mechanical methods for eliminating the tack of drill strings when drilling directional wells, as well as the choice of a method for eliminating these tacks. Keywords: elimination of tack, impact mechanisms, hydro-pulse method, drilling of directional wells. 1 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2020 http://tribune-scientists.ru Применение ударных механизмов (УМ) Ударные устройства, называемые еще яссами предназначены для освобождения прихваченных бурильных колонн ударами вверх и вниз. Наибольшая эффективность достигается при ликвидации прихватов типа заклинивания. В основе любого УМ обязательно наличие бойка, перемещающегося в корпусе и наносящего удары по наковальне, жестко связанной с прихваченной частью колонны. Рисунок 1.Схемы применения УМ в скажинах: а – при заполненной скважине и частично заполненной бурильной колонне; б – при заполненной скважине и пустой бурильной колонне; в – при частично заполненной скважине и заполненной бурильной колонне; г – при пустой скважине и заполненной бурильной колонне. 1 – бурильная колонна; 2 – прихваченный снаряд; 3 – корпус УМ; 4 – шток; 5 – поршень-боёк; 6 – наковальня; Hc, Hm – соответственно уровни жидкости в скважине и бурильных трубах. Различают следующие виды УМ: - со свободным бойком, наносящим непрерывные удары по наковальне с силой, пропорциональной собственной массе. Эти УМ известны как гидроударники или гидровибраторы; - с бойком и присоединенной к нему массой в виде части бурильной колонны, на которой УМ спущен к месту прихвата. 2 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2020 http://tribune-scientists.ru УМ первого типа генерирует вибрации с частотой 25 - 50 гц, передающиеся к месту контакта труб с глинистой коркой, сальником или шламом. Под действием вибрации происходит разжижение среды в зоне ее контакта с инструментом, уменьшается ее прочность на сдвиг, а следовательно, уменьшается сопротивление перемещению прихваченной колонны. Устройства данного типа не нашли широкого применения. УМ второго типа (яссы) имеют две разновидности: непрерывного действия и единичного. Механизмы первой разновидности не вышли из стадии лабораторных разработок, а устройства единичного действия применяются в различных регионах России и стран СНГ. Например, гидравлический ударный механизм (ГУМ), разработанный в ВНИИБТ, возбудитель упругих колебаний (ВУК) института механики МГУ, устройство для ликвидации прихватов (УЛП) института ВНИИКрнефть, ясс механический (Украина). Все эти механизмы имеют корпус, боек, наковальни и захватно-освобождающее устройство или замок. Боек связан с колонной труб, на которых спускается УМ, а корпус и наковальни соединяются с прихваченными трубами. Замок у всех перечисленных механизмов имеет различную конструкцию, но его назначение одинаково: после зарядки замка создаются условия упругого продольного деформирования части бурильной колонны, а после разрядки замка освободившийся боек вместе с присоединенной массой ударяет по наковальне. Гидроимпульсный способ (ГИС) Применяется для освобождения инструмента, прихваченного перепадом давления, сальником, заклиниванием в желобах и посторонними предметами. Способ не требует длительной подготовки и его применение может быть достаточно быстрым. Механизм и ликвидации прихвата реализуется путем разгрузки колонны труб резким снятием предварительно созданных напряжений растяжения в материале труб и напряжений сжатия жидкости, находящейся внутри труб. 3 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2020 http://tribune-scientists.ru Верхний конец бурильных труб оборудуется нагнетательной головкой с кранами высокого давления, на отводных патрубках, задвижкой и диафрагмой. Колонна разгружается полностью или частично и подвешивается на талях. В бурильную колонну закачивают воду или нефть, или дизельное топливо, или газ, при этом плотность бурового раствора в затрубном пространстве не долина быть менее 1350 кг/м3. При разрыве диафрагмы давление в колонне резко падает, происходит перемещение труб из-за снижения растягивавших напряжений, а также переток бурового раствора из затрубного пространства в трубы с большой начальной скоростью и кратковременное снижение перепада давления вследствие понижения уровня раствора в затрубном пространстве. В случае возобновления расхаживания инструмент может быть освобожден после проведения 1 - 5 импульсов. Ограничения для применения ГИС следующие: - негерметичность бурильной колонны; - наличие в открытом стволе слабосцементированных пород, склонных к обвалам; - плотность бурового раствора менее 1350 кг/м3; - зашламленность забоя с возможным закупориванием промывочных каналов буровых долот и прекращением циркуляции. Выбор способа ликвидации прихвата Наибольшая эффективность при освобождении инструмента достигается в том случае, когда выбор способа ликвидации соответствует природе прихвата, т.е. его разновидности. В этом случае исполнители работ для конкретного случая выбирают наиболее эффективный способ и намечают последовательность применения и чередования различных способов. В условиях, когда ситуация а скважине неопределенна, не всегда удается выбрать самый эффективный способ и рациональную последовательность других методов для применения в каждом конкретном случае. Сотрудниками 4 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2020 http://tribune-scientists.ru ВНИИКРнефть разработан выбор способа ликвидации прихвата на основе теории статистических решений [6,10]. Но предложенный метод не получил широкого распространения, на практике оптимальный план ликвидации прихвата определяется по результатам коллективного анализа обстоятельств аварии опытными специалистами и накопленного опыта работ в данном районе. Основные правила выбора способа, сформулированные Пустовойтенко И.П. [2] выглядят следующим образом; первоначально должны быть применены способы, не требующие помощи буровой бригаде завозом дополнительных материалов и оборудования. Например, гидровибрирование буровыми насосами параллельно с расхаживанием и отбивкой колонны ротором, организация гидроимпульса, снижения давления в интервале прихвата понижением уровня в затрубном пространстве. Вторым этапом плана работ будет реализация возможностей освобождения колонны без ее развинчивания над верхней границей прихвата, но с участием посторонних организаций (например, геофизиков) и доставкой дополнительных материалов (нефти, кислоты, ПАВ). Производится выбор из следующих способов: установка жидкостной ванны, встряхивание инструмента ТДШ, импульсно-волновой способ. Третий этап плана предусматривает разъединение колонны над интервалом прихвата с последующим применением ударных механизмов или испытателей пластов [2], или погружного устройства для снижения гидравлического давления в зоне прихвата [11]. Кроме того, могут быть использованы такие трудоемкие способы, как обуривание прихваченной колонны и извлечение ее по частям или установка цементного моста и забуривание с него нового ствола. Последний из перечисленных способов нашел широкое применение в практике буровых работ в Тюменской области. В мировой практике в целях ликвидации прихватов в возможно короткие сроки и с минимальными затратами обычно используется зависимость М. Броуса [2]: 5 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2020 http://tribune-scientists.ru  (4.5) где: t - максимально возможное время освобождения инструмента, сутки; R - суммарная стоимость элементов бурильной колонны, оставленных в скважине; Сн - суммарная стоимость работ по установке цементного моста и бурения до глубины на момент прихвата; Са - среднесуточные затраты на проведение работ по ликвидации привата. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2020 6 http://tribune-scientists.ru анCCRt