Как предотвратить застревание бурильной колонны (потерю веса на долоте) во время бурения?

Термин «потеря веса на долоте» (LWB) относится к ситуации во время бурения, когда расчетный вес на долото (WOB) не воздействует на буровое долото. Вместо этого, из-за чрезмерного трения между бурильной колонной и стенкой скважины, весь приложенный вес поглощается бурильной колонной.

При использовании эффекта «на весу скважины» усадка ствола скважины часто приводит к тому, что весь вес приходится на скважину.буровая веревкаили стабилизаторов. Это требует непрерывного приложения нагрузки, но необходимо учитывать прочность бурильной колонны на сжатие. Каждое увеличение нагрузки может привести к небольшому перемещению бурильной колонны вниз; повторное приложение нагрузки позволяет бурильной колонне пройти через суженный участок ствола скважины. В момент выхода бурильной колонны из этого участка буровое долото быстро касается дна скважины. Поскольку осевая нагрузка в этой точке выше, чем при обычном бурении, долото проникает в пласт глубже, что приводит к резкому увеличению крутящего момента. Это может привести к остановке вращающегося стола или верхнего привода. В случае остановки не поднимайте бурильную колонну резко — сначала ослабьте крутящий момент. После повторных регулировок можно возобновить обычное бурение.

Потеря веса на долоте обычно происходит в следующих случаях: наклонно-направленное бурение вертикальных скважин с обратным расширением или наклонно-направленное бурение скважин с многократным обратным расширением, наклонно-направленное бурение с фрезерованием окон и боковым проходом, а также наклонно-направленное бурение горизонтальных скважин. Из-за траектории ствола скважины и различных факторов сопротивления давление, приложенное к бурильной колонне, с трудом передается на долото. По данным комплексных приборов для каротажа бурового раствора и весовых индикаторов это проявляется в следующем: положение долота остается неизменным, и, несмотря на постоянное увеличение веса на долоте, измерения не проводятся; давление насоса не повышается, и засорения насоса не происходит. Однако дальнейшее увеличение веса на долоте может привести к внезапному засорению насоса. Для наклонно-направленных скважин потеря веса на долоте не только нарушает нормальную работу наклонно-направленного бурения, но и увеличивает риск застревания бурильной колонны при неправильном выполнении работ.

1. Укрепить контроль траектории ствола скважины и оптимизировать конфигурацию бурильной колонны.

Для решения проблемы потери веса долота, вызванной неправильной траекторией ствола скважины, основной инженерной мерой является улучшение контроля траектории. Для наклонно-направленных скважин с большим углом наклона и протяженностью следует применять управление по всей скважине, чтобы поддерживать отклонение и азимут скважины в соответствии с проектом, избегая обратного расширения из-за отклонений от проекта.

Для компенсации потери веса на долоте, вызванной неправильной траекторией ствола скважины, наиболее эффективным решением является упрощение конфигурации бурильной колонны: уменьшение количества бурильных колонн и увеличение количества тяжелых бурильных труб. Это снижает жесткость бурильной колонны, уменьшает площадь контакта между бурильной колонной и буровым раствором и предотвращает как потерю веса на долоте, так и дифференциальное застревание.

Для решения проблемы потери веса бурового долота в горизонтальных скважинах следует сосредоточиться на очистке ствола скважины, смазке и методах работы бурильщика.

2. Улучшение качества уборки

К методам повышения эффективности очистки относятся очистка ствола скважины и очистка бурового раствора на поверхности с использованием оборудования для контроля твердых частиц на поверхности.

Улучшение несущей способности ила по отношению к буровому отходу.

В современных проектах по наклонно-направленному бурению широко используются долота PDC в сочетании с технологией управляемого двигателя, что обеспечивает относительно высокую скорость бурения и измельчает буровой шлам на мелкие частицы, создавая определенные трудности при очистке ствола скважины.

Требования к вытеснению для различных участков скважины:Для участка скважины диаметром φ311 мм скорость перемещения должна превышать 3,4 м³/мин; для участка скважины диаметром φ216 мм она должна превышать 1,1 м³/мин.

Корректировка реологических параметров бурового раствора на основе данных о шламе из скважины:Для полимерных буровых растворов с низким содержанием твердых частиц динамическое пластическое число следует контролировать в диапазоне от 0,42 до 0,50 для обеспечения хорошего эффекта уноса шлама. Что касается вязкости и прочности геля, то вязкость в наклонных скважинах с большим углом наклона должна поддерживаться выше 48 секунд — высокая вязкость и прочность геля помогают предотвратить вертикальное оседание шлама.

В одном из проектов бурения, когда отклонение скважины составляло 50–60 градусов, добавление органического положительного геля снизило вязкость бурового раствора примерно до 42 секунд, что привело к плохому возврату бурового шлама в скважину и потере веса на долоте во время наклонно-направленного бурения. Нормальные условия в скважине были восстановлены после увеличения вязкости бурового раствора до 50 секунд.

Для скважин глубиной более 200–300 метров горизонтальные скважины можно протягивать до участка скважины с отклонением 20–30 градусов. В конфигурации бурильной колонны для наклонно-направленного бурения обычно используется несколько рядов бурильных колонн. В новых скважинах наличие бурильных колонн увеличивает скорость возврата бурового раствора в затрубном пространстве, поэтому шламовые отложения обычно оседают в старой скважине. Поэтому некоторые буровые бригады протягивают только новый участок скважины, что малоэффективно для разрушения шламовых отложений.

3. Улучшение смазывающих свойств бурового раствора и качества глиняной корки.

Улучшение смазывающих свойств бурового раствора

Конкретные меры по улучшению смазывающих свойств бурового раствора включают, во-первых, увеличение дозировки смазочных материалов и, во-вторых, использование комбинации различных смазочных материалов.

При наклонно-направленном бурении в буровой раствор обычно добавляют сырую нефть. Хотя сырая нефть обладает хорошими смазывающими свойствами, её добавление ухудшает качество бурового раствора. Поэтому при наклонно-направленном бурении сырую нефть следует использовать в сочетании с водорастворимыми смазочными материалами. Это не только решает проблему смазки, но и предотвращает образование толстых буровых отложений, вызванных чрезмерной дозировкой сырой нефти.

Трение скольжения возрастает с увеличением коэффициента трения. Для решения этой проблемы в буровой раствор можно добавить приблизительно 3–5 тонн сырой нефти, при этом содержание сырой нефти не должно превышать 9–10%.

Улучшение качества шоколадного торта

Для улучшения качества глинистой корки можно добавлять такие материалы, как сульфированный асфальт и фенольная смола. Высококачественная глинистая корка снижает риск дифференциального прилипания, вызванного потерей веса на долоте.

Помимо жидких смазочных материалов, для уменьшения потери веса на долоте также эффективны твердые и противозадирные смазки. При потере веса на долоте во время наклонно-направленного бурения в твердых породах добавление 200–300 кг вспененного графита за один раз оказывает хорошее воздействие на устранение потери веса на долоте, вызванной плохой смазкой.

Контактное лицо: Мэй Йе

Мобильный телефон/WhatsApp:+0086-18109206861
Электронная почта:landrill@landrilltools.com
Веб: www.landrilltools.com