Предупреждение самопроизвольного искривления скважин.

Причина искривления скважин — изгиб нижней части бурильной колонны, сопровождаемый перекосом долота по отношению к забою и прижатием его к стенке сква­жины.

Сущность способов предупреждения искривления скважин заключается либо в недопущении (сведение к минимуму) изгиба нижней части бурильной колонны путем центрирования до­лота ее нижней части, а также увеличением жесткости колон­ны, либо в намеренном изгибе нижнего направляющего участка колонны в заданном азимуте с помощью методов и средств на­клонно-направленного бурения.

Первый способ применяется при бурении в сравнительно однородных породах, спокойно залегающих пластах, а вто­рой — с целью компенсации естественного искривления в на­клонно залегающих анизотропных породах или для исправле­ния уже искривленного ствола.

К числу наиболее распространенных способов предупреж­дения искривления относятся:

а) центрирование нижней части бурильной колонны в сква­жине;

б) создание отклоняющих сил применением техники и технологии наклонно-направленного бурения;

в) увеличение жесткости и веса нижней части бурильной колонны;

г) созда­ние в нижней части бурильной колонны растягивающих усилий;

д) использование эффекта отвеса;

е) регулирование осе­вой нагрузки на долото;

ж) использование способов разруше­ния горных пород, при которых осевая нагрузка не обусловли­вает разрушение породы (эрозионное, огневое, взрывное буре­ние).

з) периодически вращать бурильную колонну.

При центрировании нижняя часть бурильной колонны выполняет роль направляющего участка и препятствует отклоне­нию его от оси скважины. Чем меньше (лучше полное отсут­ствие) радиальный зазор между центрирующим устройством и стенками скважины, тем эффективнее нижняя часть колонны и долото центрируются в скважине.

Установка центраторов на бурильной колонне в расчетных точках при бурении в породах, склонных вызывать искривле­ние, позволяет повышать осевую нагрузку на долото, умень­шать трение и износ труб.

Применение техники и технологии наклонно-направленного бурения для недопущения или исправления искривлений сква­жин основано на создании отклоняющих сил на долоте в нуж­ном направлении и с заданной величиной. Это достигается с помощью специальных компоновок низа бурильной колонны, включающих отклонители, центраторы, УБТ различных диамет­ров и длины. Увеличение жесткости и веса единицы длины нижней части бурильной колонны способствует сокращению длины сжатой ее части.

Растягивающие усилия в нижней части бурильной колонны можно создать путем применения наддолотных утяжелителей (трубчатых, дисковых, стержневых), а также бурением с

по­следовательным расширением ствола и использованием компо­новок, в которых нагрузка на долото-расширитель создается за счет веса УБТ, находящихся под расширителем в пилотном стволе.

Известны двойные (коаксиальные) УБТ (разной длины, при­чем наружная труба короче внутренней и соединяется с по­следней с помощью резьбового соединения. Двойные УБТ об­ладают повышенной устойчивостью к продольному изгибу, так как одна из труб испытывает растягивающие усилия.

Способ использования эффекта отвеса заключается в сле­дующем: нормалышя составляющая веса части бурильной ко­лонны, расположенной между долотом и точкой ее соприкосно­вения со стенкой скважины в наклонном стволе, действует на долото перпендикулярно к оси этой колонны и уменьшает от­клоняющую силу на долоте.

Технические и технологические причины приводят к самопроизвольному искривлению скважины вследствие того, что они вызывают изгиб нижней части бурильной колонны, перекос оси долота относительно оси скважины. Это происходит от чрезмерной нагрузки на долото, недостаточной жесткости низа бурильной колонны, зазоров между центраторами и стенкой скважины. За счет изгиба долото прижимается к стенке скважины и периферийным вооружением фрезерует её, несовпадение осей долота и низа бурильного инструмента приводит к процессу асимметричного разрушения забоя. Оба процесса (фрезерование и асимметричное разрушение) проходят одновременно, но влияние каждого на процесс искривления зависит от КНБК, тина долота, горной породы, режима бурения.