ПРИЧИНЫ ИСКРИВЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СКВАЖИН
Искривление стволов скважин происходит при любом способе бурения. При бурении в горизонтально- и пологозалегаю-щих пластах, сложенных изотропными породами, возможность искривления скважин значительно меньше, чем при бурении в крутопадагощих пластах,
| Рис. 54. Элементы, определяющие пространственное искривление скважины |
| Рис. 55. Проекции искривленных скважин: / — проекции оси скважины на вертикальную плоскость (профиль скважины); 11 — проекции оси скважины на горизонтальную плоскость (план скважины); а — искривление скважины в одной плоскости (плоское искривление); б и в — искривление скважины пространственное; У —устье скважины; 3 — забой скважины; Л — отклонение забоя скважины от вертикали |
представленных анизотропными породами. Поэтому при благоприятных геологических условиях можно пробурить условно вертикальную скважину при соблюдении элементарных технологических приемов. При бурении же в сложных геологических условиях требуется разработка и внедрение комплекса мероприятий, направленных на предупреждение искривления скважин. Естественно, что разработка этих мероприятий невозможна без изучения причин, способствующих искривлению скважин. Принято подразделять эти причины на три группы: геологические, технические и технологические.
Важнейшие из геологических причин:
анизотропность, слоистость, сланцеватость, трещиноватость горных пород;
перемежаемость пород различной твердости и степень наклона пластов к горизонту;
тектонические нарушения, каверны и пустоты в проходимых пластах;
твердые включения (валуны, крупный галечник) в проходимых пластах.
Технические причины:
несовпадение оси вышки с осью ротора и осью направления;
плохое центрирование кронблока по отношению к оси вышки;
искривление бурильных труб и ведущей трубы в бурильной колонне;
перекос в резьбовых соединениях бурильной колонны (особенно в ее нижней части).
Основные технологические причины:
изгиб нижней части бурильной колонны под влиянием передаваемой нагрузки на забой;
неправильное соотношение диаметров УБТ и скважины;
неправильный выбор числа, мест'установки и конструкции приспособлений, центрирующих нижнюю часть бурильной колонны в скважине;
применение режима бурения, параметры которого не соответствуют конструкции нижней части бурильной колонны и геологическим условиям залегания горных пород.
Искривление скважины происходит в том случае, когда на долото действует отклоняющая сила, значение и направление которой обусловливаются, как правило, не одной, а совокупностью перечисленных выше причин.
В результате искривления вертикальных скважин появляются осложнения, отрицательно влияющие на процесс дальнейшего бурения скважины, ее эксплуатацию и разработку месторождения.
В результате искривления скважины в процессе бурения может произойти следующее:
1) более интенсивное изнашивание бурильных труб, бурильных замков, соединительных муфт, что приводит к увеличений числа аварий с бурильной колонной;
2) осложнение спуско-подъемиых работ из-за затяжек бурильной колонны при ее подъеме и посадок при ее спуске в скважину;
3) обвалы пород вследствие интенсивного трения бурильной колонны о стенку искривленного ствола скважины;
4) больший расход мощности на вращение бурильной колонны;
5) истирание обсадных труб промежуточной колонны (кондуктора);
6) затруднение спуска обсадных колон в скважину, что может привести к недоспуску их до проектных глубин;
7) увеличение опасности смятия труб обсадных колонн в местах резких искривлений скважины;
8) осложнение цементирования обсадных колонн, так как в искривленной скважине более вероятно прилегание колонны к одной стороне ствола скважины и вследствие этого неравномерное заполнение цементным растворрм затрубного пространства;
9) увеличение объема геофизических исследований в скважине и затруднение проведения этих работ.
Отрицательные последствия искривления скважины продолжают проявляться и после сдачи ее в эксплуатацию, когда в течение всего времени работы скважины происходят преждевременные выходы из строя глубиннонасосного оборудования, насосных штанг, простирание эксплуатационной колонны.
Искривленность скважины может быть причиной неправиль- _ ной эксплуатации месторождения, так как вследствие отклонений забоев скважин от проектных положений зоны их питания пересекаются и в результате уменьшается суммарный дебит.