Обвалювання стінок свердловини

Обсипанням називають таке ускладнення, при якому значна кількість частинок породи систематично відділяється від стінок свердловини, падає в її ствол, підхоплюється потоком промивальної рідини і виноситься на денну поверхню.

Обвалюванням називають таке ускладнення, при якому значна маса породи раптово випадає в свердловину, перекриває кільцевий простір або весь переріз ствола і висхідний потік не в змозі швидко видалити цю породу на поверхню.

Основною причиною цього ускладнення є тектонічні порушення, які спостерігаються у вигляді тріщин при розбурюванні потужних відкладів алевролітів, аргілітів, глинистих сланців тощо. Тріщини є ідеальним каналом для проникнення фільтрату бурового розчину на значну віддаль. Проникаючи у стінки свердловини, фільтрат ще більш зменшує вже до цього ослаблені сили зчеплення у гірській породі і викликає обвалювання та осипання стінок свердловини.

Причинами цього ускладнення також можуть бути:

• великі кути падіння порід;
• великий рН;
• ерозія стінок свердловини (розмив устя);
• вібрація бурильної колони;
• велика швидкість спуску бурильної колони, особливо в зоні обвалювання. Створюється гідравлічний удар на стінки. — низька кваліфікація бурової бригади;
• погане забезпечення бурової бригади необхідними матеріалами;
• великий термін буріння горизонтів, де спостерігаються обвали.

• Прямі: збільшується кількість породи на віброситі; розмір шламу більший ніж при нормальному процесі буріння.
• Побічні: збільшується механічна швидкість буріння; з'являються затяжки інструменту.

Зберегти стійкість стінок свердловини при розбурюванні тектонічно порушених порід дуже складно. Простих однозначних розв'язань цієї проблеми на сьогоднішній час немає.

Хімічні реагенти застосовують для приготування і обробки бурових промивних рідин з метою отримання проектних параметрів (густина, в'язкість, фільтрація тощо).

Хімічна обробка — основний спосіб регулювання параметрів промивної рідини в процесі буріння. Оскільки хімічні реагенти дорогі, то їх слід використовувати розумно і ефективно. Окрім цього, деякі хімічні реагенти небезпечні для обслуговчого персоналу.

За останні роки значно збільшився асортимент хімічних реагентів. Достатньо сказати, що сьогодні відомо понад 100 найменувань хімреагентів, які застосовують для обробки бурових промивних рідин.

При бурінні інтервалів, схильних до обвалювань та осипань стінок свердловини необхідно дотримуватись таких рекомендацій:

• На стадії проектування свердловин необхідно вибрати буровий розчин з підвищеними інгібуючими або адгезійними властивостями (гіпсокалієвий, алюмокалієвий, полімеркалієвий, малосилікатний тощо);
• У процесі буріння свердловини зменшити фільтрацію бурового розчину до мінімальних значень (3—5 см³/30 хв).
• Збільшити густину бурового розчину під час буріння ускладнених зон до максимальних значень, які передбачені ЄТП . Для збільшення густини бурового розчину понад норми, зазначені в ЄТП, потрібно отримати дозвіл або рішення технічної ради підприємства.
• У практиці буріння свердловин часто збільшують реологічні параметри розчину, обґрунтовуючи прийняте рішення закупорюванням тріщин у зоні обвалювання стінок свердловини. Наприклад, з цією метою у Хрестищенському ВБР підвищують умовну в'язкість до 120—150 с, а СНЗ — до 90—130 дПа.
• Не допускати вібрації бурильної колони, під дією якої можуть руйнуватися стінки свердловини. Для усунення вібрації спочатку треба зменшити швидкість обертання колони або навантаження на долото. Якщо зміна параметрів не дає ефекту, то необхідно встановити амортизатор над долотом.
• З метою запобігання ерозії стінок свердловини зменшити швидкість висхідного потоку бурового розчину.
• Обмежити швидкість спуску і підйому бурильної колони, особливо у зонах ускладнень, що дасть змогу звести до мінімуму гідравлічні удари на стінки свердловини.
• Не допускати різкої зміни траєкторії осі свердловини. На стадії проектування не планувати похило-скерованих або горизонтальних свердловин.
• Зменшити або не допускати організаційних простоїв, збільшити механічну швидкість буріння для якомога швидшого проходження ускладненого інтервалу та перекриття його обсадною колоною.

На сьогодні відсутній універсальний ефективний спосіб боротьби з обвалюваннями та осипаннями стінок свердловини. Напевно це пов'язано зі складністю проблеми, відсутністю ґрунтовних наукових досліджень, впливом багатьох факторів та відсутністю єдиної думки щодо механізму виникнення обвалювання та осипання стінок свердловини. Тільки за останні роки з'явилися публікації, в яких рекомендується застосовувати рідинні ванни з підвищеними адгезійними та інгібуючими властивостями. Перед підйомом бурильної колони або під час ремонтних робіт у бурильні труби закачують розрахунковий об'єм рідинної ванни і за допомогою бурового розчину протискують її у зону порушення порід і втримують протягом 5—24 годин. У результаті взаємодії клеючої рідини та інгібітора зі стінками свердловини зменшується інтенсивність обвалювання.

• ускладнення при бурінні

• Мислюк М. А., Рибчич І. Й., Яремійчук Р. С. Буріння свердловин: Довідник: У 5 т. — К.: Інтерпрес ЛТД, 2002. — Т. 1: Загальні відомості. Бурові установки. Обладнання та інструмент. — 303 с. Т. 5: Ускладнення. Аварії. Екологія. — 372 с.
• Городнов В. Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. — М.: Недра, 1981. — 230 с. (рос.)
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
• Білецький В. С. Основи нафтогазової справи / В. С. Білецький, В. М. Орловський, В. І. Дмитренко, А. М. Похилко. — Полтава; Київ : ПолтНТУ; ФОП Халіков Р. Х, 2017. — 312 с. — ISBN 978-617-7565-05-4.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Київ : Міжнародна економічна фундація, 2004. — Т. 1: А–К. — 560 с.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Львів : Апріорі, 2006. — Т. 2: Л–Я. — 800 с.