Когда следует ожидать заклинивания колонны текучими породами

Заклинивание колонны текучими породами может произойти там, где существуют условия для выдавливания их в скважину. Мощные пласты чистой соли более склонны к проявлению текучести, чем тонкие чередующиеся пласты. Соляные пласты, залегающие на большой глубине или в зонах высоких тектонических напряжений будут течь быстрее, чем соли, залегающие на небольшой глубине и испытывающие низкие напряжения.

Соляные пласты более склонны к текучести в условиях высоких температур и репрессии.

Признаки заклинивания колонны текучими породами

Чаще всего проявляются следующие предпосылки и признаки проявления текучести вскрытых пород:

• Присутствие соляных или угольных пластов

• Куски соли или угля на виброситах

• Недостаточный выход шлама на поверхность

• Увеличение содержания хлоридов в буровом растворе

• Увеличение скорости проходки

• Возрастание крутящего момента и сопротивления продольному перемещению колонны

Присутствие соляных или угольных пластов является первым признаком проявления текучести. Если прогнозируется вскрытие неустойчивых соляных или угольных пластов, следует ожидать проявлений текучести.

Куски соли или угля на виброситах или недостаточный выход шлама на поверхность могут указывать но то, что вскрыт соляной или угольный пласт. Куски выбуренной соли могут полностью раствориться в РВО, поэтому недостаточный выход шлама на поверхность может стать основанием для вывода о том, что разбуривается соль, растворяющаяся в растворе. Этот вывод может быть подтвержден результатами анализа выходящего бурового раствора.

Увеличение содержания хлоридов в буровом растворе может стать основанием для вывода о том, что был вскрыт соляной пласт или пласт, насыщенный рассолом. Соль имеет очень низкую проницаемость, поэтому в отложениях соли часто бывает заперт рассол. Так как соль очень пластична, поровое давление в соляном пласте может быть намного ближе к давлению вышележащих пород, чем поровое давление в других пластах, залегающих на такой же глубине (рис. 10-21). Остановить фильтрацию рассола очень трудно или невозможно.

Эффективные напряжения воспринимаются в местах контакта между зернами.

Поровое давление создается напряжениями, которые испытывает жидкость в местах контакта с зернами. Оно противодействует нагрузке от вышележащих пород, так же как давление воздуха в шинах противодействует нагрузке от автомобиля.

Поскольку соль очень пластична, она не выдерживает большое эффективное напряжение. Таким образом, большая часть напряжений передается на поровую жидкость. Это обстоятельство объясняет аномально высокое пластовое давление.

Высокая скорость проходки и слабая вибрация долота часто наблюдаются при проходке мощных соляных пластов. Это может указывать на то, что была вскрыта соль.

Возрастание крутящего момента и сопротивления продольному перемещению колонны при

СПО или проработке ствола могут указывать на сужение ствола из-за выдавливания породы в скважину.

Предотвращение заклинивания колонны текучими породами

Для предотвращения заклинивания колонны текучими породами чаще всего принимают следующие меры:

• Проводка скважины в обход соли и других текучих пород

• Увеличение плотности бурового раствора

• Использование буровых растворов с низким содержанием солей

• Регулярные проработка соленосных интервалов

• Использование бицентричных долот

Лучшая защита от заклинивания в соли - это, прежде всего, проводка скважины в обход соляных пластов. Если же проект предусматривает проходку через соляной пласт, то нужно избегать или в максимальной степени ослаблять факторы, способствующие проявлению текучести.

Применение бурового раствора высокой плотности поможет избежать выдавливания соли благодаря увеличению радиальных напряжений, действующих на стенки скважины, и уменьшению касательных напряжений, вызывающих деформацию породы. Увеличение плотности бурового раствора до такого значения, при котором соль вообще не будет течь, может быть нецелесообразным. Тем не менее, любое увеличение плотности бурового раствора замедлит течение соли.

Можно разработать слабоминерализованный буровой раствор, который будет растворять соль с такой же скоростью, с которой происходит ее течение в скважину. Этот подход эффективен в тех случаях, когда скорость течения прогнозируема и не очень велика. При разбуривании многослойных соляных пластов этот подход менее эффективен.

Высокоминерализованные РВО используются для предотвращения чрезмерного расширения ствола вследствие растворения соли со скоростью, превышающей скорость течения соли в скважину. Расширение скважины из-за перехода соли в раствор более вероятно на небольшой глубине, чем на большой глубине. При разбуривании мелкозалегающих соляных пластов для сохранения номинального диаметра скважины часто используются РУО или синтетические буровые растворы.

При разбуривании соляных пластов, пожалуй, чаще всего применяют такое средство, как регулярные проработки соленосных интервалов. При таких проработках постоянно удаляется материал, выдавливаемый в скважину.

Применяют также бицентричные долота, с помощью которых получают диаметр скважины, превышающий диаметр долота и стабилизаторов. Благодаря этому увеличивается интервал между проработками, в течение которого можно безопасно бурить.

Бурильная колонна почти всегда заклинивается при попытках поднять колонну или выполнить проработку ствола в соленосном интервале. Как и всегда при опасности прихвата на участках со сложной геометрией бурильщик должен постоянно следить за положением КНБК. Поднимать колонну в соленосном интервале нужно очень медленно, избегая чрезмерного увеличения нагрузки на крюке. Если после последней проработки прошло слишком много времени, может понадобиться ванна из пресной воды и дополнительная проработка.

При спуске колонны в соленосный интервал целесообразно проработать этот интервал, если только нет данных о том, что выдавливание соли в скважину прекратилось.

Освобождение колонны, заклинившейся в интервале текучих пород

Как и при любом прихвате на участке со сложной геометрией, технология освобождения бурильной колонны, заклинившейся в интервале текучих пород, предусматривает расхаживание колонны и удары яссом в направлении, противоположном тому, в котором двигалась колонна до прихвата. В соленосных интервалах бурильная колонна почти всегда заклинивается при подъеме, поэтому скорее всего наносить удары яссом нужно будет вниз.

Если проворачивание, перемещение вниз и удары яссом не привели к освобождению колонны, можно поставить в месте прихвата ванну из пресной воды для растворения соли. Разумеется, если возможна циркуляция. Нужно проявлять осторожность и не создавать слишком большое усилие при подъеме колонны, чтобы не перекрыть ствол в узком месте, после чего циркуляция будет невозможна.