А. К. САМОТОЙ
Прихваты
колонн при бурении скважин
МОСКВА « Н Е Д Р А » 1984
П Р Е Д И С Л О В И Е
Важный резерв повышения производительности труда в буре нии скважин — сокращение затрат на борьбу с авариями. Безава рийная проводка скважин определяется как совершенством спосо бов предупреждения аварий, так и соответствием выбираемых для предупреждения и ликвидации аварий мероприятий конкрет ным условиям.
Высокоэффективные материалы и химические реагенты для буровых растворов в сочетании с техническими средствами их приготовления и очистки позволяют достичь высоких технико-эко номических показателей бурения. Однако вполне естественный процесс усложнения условий проводки скважин с увеличением их глубин (особенно в разведочном бурении) и, как следствие, воз растанием температуры, давления и перепада давлений, солевой и сероводородной агрессии требует создания надежных методов предупреждения аварий, и в частности прихватов, а также эффек тивных средств их ликвидации.
Настоящая работа, в которой с современных .позиций дается оценка факторов и условий, влияющих на возникновение прихва тов, приводятся технологические приемы и технические средства предупреждения и ликвидации прихватов, поможет специалистам производственных и проектных организаций совершенствовать процесс проводки скважин и улучшать технико-экономические по казатели бурения. В работе также рассмотрены некоторые меро приятия по предупреждению и ликвидации прихватов, используе мые за рубежом.
Для более углубленного решения ряда рассматриваемых проб лем автором использованы некоторые результаты научно-исследо вательских разработок, выполненных сотрудниками лаборатории борьбы с прихватами и математического обеспечения НИР ВНИИКРнефти, за что автор выражает им свою искреннюю при знательность. Автор благодарит Л. Б. Пыхтину, О. Т. Бондарчук, Л. В. Баранову, Г. Ф. Пасниченко за помощь при подготовке книги.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИХВАТОВ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН
Современное бурение характеризуется неуклонным ростом объема проходки. Так, в 1977 г. предприятиями Миннефтепрома было .пробурено 12341,6 тыс. м, а в 1980 г.— 17984,3 тыс. м. Чис ло аварий возросло с 1237 (в 1977 г.) до 1344 (в 1980 г.), как вид но из табл. 1. По сравнению с 1977 г. число прихватов увеличи
лось с 417 до 447 в 1980 г. (табл. 2), |
а время, затраченное на их |
ликвидацию, — с 196,5 до 256,3 тыс. ч. |
Как показывает анализ, |
26% прихватов произошло по причине, вызванной действием пере
пада давления |
(I категория), 32% — вследствие заклинивания ин |
струмента (II |
категория) и 42% — по причине сужения ствола |
скважины в связи с осыпями, обвалообразованиями, сальникообразованиями, оседанием шлама и утяжелителя (III категория).
Отметим, что более половины времени, затрачиваемого на лик видацию прихватов по Миннефтепрому, приходится на объедине ния Дагнефть, Азнефть, Киргизнефть, Грузнефть, Грознефть, Таджикнефть, Туркменнефть, Узбекнефть, Укрнефть (по данным 1979 г.), причем объем проходки по этим объединениям составля ет лишь 10%, а количество прихватов — около 16% от суммарных показателей по Миннефтепрому (табл. 3). Как видно из таблицы,
более 80% прихватов |
по этим объединениям связано |
с заклини |
|||
ванием инструмента |
и сужением ствола |
скважин |
(категории II |
||
и III). |
|
|
|
по |
названным |
Среднее время ликвидации одного прихвата |
|||||
объединениям составило |
1393 ч, причем |
наибольшей |
трудоем |
||
костью характеризуются |
прихваты II категории. Следует отме |
||||
тить, что на ликвидацию одного прихвата |
I категории в объедине |
||||
ниях Туркменнефть, Азнефть, Укрнефть, Грознефть затрачивается в среднем соответственно 3414, 1393, 1363 и 1098 ч.
На возникновение и ликвидацию прихватов на площадях Кав каза, Средней Азии, Украины значительно влияют естественные условия бурения, характеризующиеся наличием мощных толщ проницаемых отложений, пород, склонных к осыпям и обвалам» зон с аномально высокими пластовыми давлениями и температу рами, с солевой и термосолевой агрессией, нередко приводящей к деструкции бурового раствора. Кроме того, аварии связаны с большими глубинами и сложными конструкциями скважин и ком поновок низа бурильных колонн.
В практике бурения еще нередки случаи, когда мероприятия, проводимые для предотвращения одного вида осложнений, приво дят к возникновению и развитию других осложнений и аварий. Например, при повышении плотности бурового раствора, с целью
4
Таблица 1
|
|
Проходка, тыс, |
м по годам |
Число аварии по годам |
Время ликвидации аварий, ч |
||||||||
Объединение |
|
|
по годам |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1977 |
1978 |
1979 |
1980 |
1977 |
1978 |
1979 |
1980 |
1977 |
1978 |
1979 |
1980 |
Всего по Миннефтепрому |
|
12341,6 |
14211,1 |
16494,9 |
17984,3 |
1237 |
1274 |
1327 |
1344 |
443813 351741 438940 |
566445 |
||
Главтюменнефте! аз |
|
3782,1 |
4858,6 |
6043,9 |
5562,6 |
65 |
146 |
186 |
148 |
10775 |
23724 |
27091 |
23745 |
В том числе: |
|
2014,2 |
2313,8 |
2689,6 |
2490,3 |
32 |
51 |
78 |
66 |
4587 |
7183 |
11672 |
11216 |
Нижневартовскнефтегаз |
|
||||||||||||
Сургутнефтегаз |
|
755,7 |
1233,9 |
1742,6 |
1293,9 |
17 |
44 |
45 |
29 |
3208 |
6702 |
5866 |
4646 |
Юганскнефтегаз |
|
902,6 |
1153,4 |
1427,1 |
1574,1 |
14 |
45 |
54 |
43 |
2593 |
9382 |
8714 |
6823 |
Урайнефтегаз |
|
109,6 |
157,5 |
184,6 |
204,3 |
2 |
6 |
9 |
10 |
387 |
457 |
839 |
1060 |
Татнефть |
|
1754,0 |
1859,9 |
2149,5 |
2419,4 |
113 |
102 |
111 |
105 |
11442 |
10313 |
12749 |
13870 |
Башнефть |
|
1561,0 |
1686,0 |
1198,0 |
2399,9 |
207 |
231 |
196 |
246 |
27906 |
29034 |
30019 |
48716 |
Куйбышевнефть |
|
448,6 |
517,7 |
576,1 |
669,3 |
82 |
92 |
86 |
П6 |
14646 |
17526 |
16722 |
31136 |
Пермнефть |
|
807,4 |
801,3 |
764,6 |
856,4 |
127 |
128 |
123 |
123 |
15497 |
14176 |
15935 |
19421 |
Мангышлакнефть |
|
508,5 |
597,9 |
588,2 |
641,0 |
54 |
56 |
43 |
30 |
10136 |
11436 |
12357 |
16171 |
Туркменнефть |
|
365,5 |
367,1 |
337,8 |
306,2 |
29 |
25 |
36 |
28 |
29830 |
22268 |
36237 |
53821 |
Укрнефть |
|
243,7 |
260,4 |
358,2 |
548,0 |
30 |
17 |
21 |
28 |
55435 |
26619 |
32018 |
30651 |
Грознефть |
|
175,0 |
173,1 |
183,3 |
185,7 |
33 |
39 |
53 |
37 |
23436 207204 |
46261 |
40604 |
|
Оренбургнефть |
|
340,0 |
370,7 |
380,6 |
419,9 |
102 |
83 |
101 |
85 |
10588 |
11459 |
14316 |
30494 |
Коминефть |
|
246,0 |
347,2 |
389,9 |
546,1 |
80 |
84 |
89 |
88 |
27770 |
25553 |
15372 |
22233 |
Белоруснефть |
|
203,3 |
170,7 |
310,7 |
502,2 |
16 |
20 |
22 |
16 |
6308 |
8199 |
16373 |
23986 |
Ставропольнефтегаз |
|
293,5 |
313,5 |
302,4 |
301,8 |
22 |
16 |
12 |
16 |
6209 |
2773 |
4486 |
5540 |
Нижневолжскнефть |
|
212,6 |
241,6 |
243,8 |
278,6 |
83 |
62 |
63 |
58 |
28607 |
17194 |
18920 |
31886 |
Азнефть |
|
266,8 |
295,3 |
295,7 |
327,4 |
20 |
21 |
20 |
22 |
40850 |
34955 |
48955 |
53793 |
Краснодарнефтегаз |
|
165,0 |
162,0 |
160,0 |
171,2 |
27 |
15 |
17 |
18 |
21956 |
3275 |
7522 |
14779 |
Эмбанефть |
|
120,0 |
131,1 |
162,7 |
181,2 |
15 |
18 |
16 |
8 |
13166 |
13393 |
13776 |
7726 |
Удмуртнефть |
|
228,0 |
304,0 |
365,0 |
418,1 |
10 |
17 |
16 |
19 |
524 |
1982 |
1577 |
1801 |
Дагнефть |
|
88,3 |
88,3 |
93,2 |
92,2 |
27 |
23 |
16 |
16 |
24551 |
15269 |
20373 |
28305 |
Саратовнефтегаз |
|
81,6 |
144,2 |
317,0 |
461,0 |
34 |
29 |
37 |
35 |
17622 |
10860 |
13245 |
16370 |
Узбекнефть |
|
86,7 |
81,0 |
86,1 |
96,7 |
14 |
10 |
13 |
26 |
22345 |
8888 |
6871 |
14696 |
Киргизнефть |
|
33,0 |
40,3 |
40,5 |
42,6 |
6 |
6 |
7 |
5 |
3682 |
1154 |
4337 |
5176 |
Таджикнефть |
|
53,3 |
59,7 |
73,6 |
73,4 |
8 |
8 |
15 |
15 |
8894 |
5330 |
8340 |
12739 |
Грузнефть |
|
38,1 |
41,9 |
51,8 |
48,1 |
22 |
15 |
13 |
16 |
11490 |
9932 |
9431 |
11012 |
Томскнефть |
, |
239,6 |
297,5 |
222,3 |
421,1 |
11 |
10 |
15 |
24 |
748 |
2897 |
5657 |
6153 |
Союзтермнефть |
— |
— |
— |
13,3 |
— |
— |
|
2 |
— |
— |
—* , |
621 |
|