Прихоплення бурильної колони

Прихоплення колони труб є одним із найбільш важких ускладнень, які виникають у процесі буріння свердловини. Зі збільшенням глибини свердловини кількість і складність прихоплень бурильної колони зростають. Нерідко для підйому колони із свердловини необхідно прикласти навантаження, що значно перевищує вагу колони. Таке ускладнення називають затяжкою. Якщо зрушити колону з місця не вдається, прикладаючи навантаження, при якому напруження в трубах наближаються до їх міцності, або допустимої вантажопідіймальності вишки чи талевої системи, ускладнення називається прихоплюванням. Якщо для ліквідації прихоплювання прикласти більше навантаження, то ускладнення може перейти в аварію.

Зі збільшенням глибини свердловини кількість і складність прихоплень бурильної колони зростають. Нерідко для підйому колони із свердловини необхідно прикласти навантаження, що значно перевищує вагу колони. Таке ускладнення називають затяжкою. Якщо зрушити колону з місця не вдається, прикладаючи навантаження, при якому напруження в трубах наближаються до їх міцності, або допустимої вантажопідіймальності вишки чи талевої системи, ускладнення називається прихоплюванням. Якщо для ліквідації прихоплювання прикласти більше навантаження, то ускладнення може перейти в аварію.

Прихвати колон труб (бурильних, обсадних або насосно-компресорних) належать до поширених і важких ускладнень у бурінні, причиною яких є виникнення сили, яка утримує колону труб. У процесі буріння свердловини можуть виникати різні прихвати, з яких найбільш поширеними є такі:

• під дією перепаду тиску у свердловині і пласті;
• внаслідок заклинювання низу колон під час їх переміщення у свердловині;
• внаслідок жолобоутворення;
• внаслідок сальникоутворення;
• внаслідок порушення стійкого стану порід у стінках свердловини;
• внаслідок заклинювання породоруйнівного інструменту;
• внаслідок порушення режиму промивки;
• у процесі випробування свердловин випробувачами пластів.

Виникають також прихвати геофізичних та інших приладів, що спускаються на кабелі.

• Прилипання через великий перепад тиску між свердловиною і пластом.
• Заклинювання долота породою.
• Буріння без промивання або при недостатній продуктивності насосів.
• Недостатнє очищення стовбура і скупчення шламу в свердловині.
• Негерметичність бурильної колони.
• Промивання різьбових з‘єднань.
• Пропуски розчину через ніпель забійного двигуна.
• Буріння з великою механічною швидкістю без достатнього видалення шламу.
• Посадка долота в шламові пробки в стовбурі або на вибої.
• Обвал породи з втратою циркуляції та викиді.
• Утворення сальників.
• Заклинювання труб у жолобах.

Діагностика прихватів розглядає такий перелік ознак і факторів:

• місце прихвату (розташування меж прихвату);
• глибина свердловини та розташування в ній інструменту, а також властивості породи і пласта (літологія, тектоніка, проникність, пластовий тиск, температура, флюїдонасиченість), особливості стовбура свердловини (діаметри, наявність каверн, жолобів, перегинів), характер траєкторії свердловини (зенітний і азимутальний кути), характеристика інструменту в зоні прихвату;
• технологічні властивості бурового розчину (густина, фільтрація, реологічні параметри, мастильна здатність та ін.);
• характер циркуляції бурового розчину після прихвату (витрата, перепад тиску під час промивки);
• ускладнення, що передували прихвату, та брак під час виконання допоміжних робіт (осипання, затягування, посадки, падіння сторонніх предметів у свердловину);
• додаткові ускладнення, що мали місце в процесі ліквідації прихвату.

Використовуючи подану систематику ознак і класифікацію прихватів, можна з достатньою достовірністю діагностувати різновиди прихвату.

• Зниження густини бурового розчину.
• Застосування центраторів.
• Застосування ОБТ квадратного перетину й ОБТ зі спіральною канавкою.
• Створення на інструменті міцних мастильних плівок.
• Застосування емульсійних розчинів на нафтовій основі.
• Не допускати різкої зміни кривизни. При наявності затягувань при двох рейсах застосовувати вивідні калібратори.
• Не допускати посадок. Величина натяжки для звільнення прихоплення в три рази більше допущеної посадки.
• Дотримуватися гідравлічної програму по очищенню стовбура.
• Обмежувати механічну швидкість проходки.
• При бурінні з утратою циркуляції заповнювати свердловину в‘язким буровим розчином.
• Підвищувати в'язкість розчину для поліпшення виносу шламу.
• Шарошечне долото спускати обережно в інтервалах пробурених алмазним долотом і навпаки.
• При бурінні турбобурами алмазними долотами, над долотом встановлювати розширювачі для згладжування сходинок.
• Використовувати яси в компонуванні бурильної колони.

Для ліквідації прихоплень у практиці буріння застосовують такі основні способи та пристрої:

• Гідроімпульсний спосіб, розрізняють прямий спосіб (ПГІС) та обернений (ОГІС). Схема обв'язки устя свердловини, технологічні розрахунки та технологія встановлення обох гідроімпульсних способів описана у літературі.
• Вибуховий спосіб; для ліквідації прихоплень застосовують торпеди з детонуючим шнуром (ТДШ) та корпусні торпеди з детонуючим шнуром (КТДШ). Вибір заряду, конструкція торпед та технологія ліквідації прихоплень наведена у додатковій літературі.
• Установлення рідинних ванн, серед яких найбільш розповсюдженими є нафтові ванни. Технологічні розрахунки, технологія установлення нафтової ванни наведені у практикумі з цієї дисципліни. Схему обв'язки устя при установленні нафтової ванни студенту рекомендовано розробити самостійно.
• Застосування ударних механізмів: гідравлічний ударний механізм (ГУМ), збуджувач пружних коливань (ВУК), пристрій для ліквідації прихоплень (УЛП), яс ударний (ЯУ), яс ударно-вібраційний (ЯУВ) тощо. Конструкцію, технологію роботи з ударними механізмами наведено у літературі.
• Використання випробувачів пластів або пристрою для ліквідації прихоплень пониженням тиску бурового розчину в затрубному просторі (УЛПП).
• Комбінований спосіб (наприклад, нафтова ванна та один із ударних механізмів). Студент на основі аналізу наведених вище способів самостійно розробляє технологію комбінованого способу.
• Оббурювання та витягування прихопленої колони частинами, спосіб довготривалий, а тому застосовується не часто.
• Встановлення цементного моста, забурювання нового ствола та перебурювання втраченого інтервалу свердловини.

• Бурильна колона
• Прихватовизначник

• 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.
• 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.
• Войтенко В. С., Вітрик В. Г., Яремійчук Р. С., Яремійчук Я. С.Технологія і техніка буріння. Узагальнююча довідкова книга. — Львів, Київ, 2012. — С. 10—15.