Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 85

 

497 

     градиент 

= 0,3536 рsi 

Вес бурового раствора - 10 фунт/бар, градиент = 0,5200 рsi/ф.  
Разность градиентов 0,520 - 0,3536 = 0,1664 рsi /фут. 
(2)  Около  100  бар  топлива  закачано  в  бурильную  трубу  4  1/2",  насос  отключен, 

давление в трубе 1,170 рsig (рис.3А) 

длина  столба  = 

фут

psi

psig

/

1664

,

0

170

,

1

=  7,031  ф.,  те.  100  бар  -  это  действительный 

объём в месте прихвата. 

(3) Регистрируются уровни в амбарах. 
(4)  Дизельное  топливо  вытесняется  из  бурильной  трубы  (рис.3В),  а  затрубное 

давление составляет 185 рsig. 

длина столба = 

psi

psig

1664

,

0

85

,

1

 = 1,112 ф. 

Низ столба на уровне 10000 ф. 
Верх - на уровне 10000 - 1112 = 8888 ф. 
(5) Потери раствора в амбаре не отмечены, поэтому дизельная оторочка вытесняется 

эквивалентным объёмом - 100 бар. 

(6) Затрубное давление теперь 100 рsig (3С) 

длина столба = 

1664

,

0

100

=  601 ф. 

Низ столба-на уровне 8888 ф. 
Верх - 8888-601 = 8287 ф. 
Отмечено,  что 10 бар раствора не хватает в амбаре, поэтому вытеснение проводится 

90 бар вместо 100 бар. Затрубное давление теперь 165 рsig (3Д), а 

длина колонки =

1664

,

0

165

= 992 ф. 

Низ колонки на 8287 ф. 
Верх - 8287 - 992 = 7295 ф. 
Т.к. точка прихвата 7300 м, дизельное топливо вытеснено в нужную зону. 
Положительный  результат  применения  PIPE-LAX



/нефть  объясняется  изменением 

контактной  площади  между  глинистой  коркой  и  трубой.  Глинистая  корка  трескается 
рис.2.  В  сочетании  с  нефтью  PIPE-LAX



  действует  намного  эффективней,  чем  только 

нефть, видимо за счёт большей степени растрескивания. 

III. Уменьшение перепада давления также освобождает трубу от дифференциального 

прихвата. 

Один  из  способов  -  разгрузить  жидкость  более  лёгкую,  чем  используемый  буровой 

раствор в скважине выше точки прихвата. 

Если применяется дизельное топливо, то: 
1)  Перепад  давления  составляет  500  рsi  ,  вес  раствора  15  ф./галл,  кольцевой  объём 

0,05 бар/фут. 

2) Перевод веса бурового раствора в рsi 

15,0 х 0,052 = 0,7800 рsi /фут. 

3) Перевод веса дизельного топлива в рsi 

6,8 х 0,052 = 0,3536 рsi./фут. 

4) Градиент перепада давления 

0,7800 - 0,3536 = 0,4264 рsi /ф. 

5) Длина колонки дизельного топлива 

4264

,

0

500 psi

= 1173 ф. 

6) Объём топливе 1173 х 0,05 = 58,7 бар. 

 

498 

Для  снижения  перепада  давления  снижением  веса  бурового  раствора  над  точкой 

прихвата: 

1) Перепад давления 500psi вес раствора 15,0 ф/гал, кольцевой объем 0,05 б/ф, точка 

прихвата на 7000 ф. 

2) Перевод веса раствора в рsig 

15,0 х 0,052= 7800 рsi./ф. 

3) Приведенный вес раствора в рsig  

(0,7800-4) 7000 = 500 
5460 - 7000Х = 500 
         - 7000Х = - 4960 
                    Х = 0,7086 рsig 

4) ф/гал = 

052

,

0

7086

,

0

 =13,36 

Интенсивное снижение перепада давления может привести к выбросу. 
IV.  Освобождение  дифференциально  прихваченной  трубы  снижением  перепада 

давления  возможно  с  использованием  испытателя  пластов.  Это  более  безопасно  с  точки 
зрения эксплуатации, т.к. состояние в скважине находится под постоянным контролем во 
время  снижения  перепада  давления  в  зоне  прихвата.  Недостатком  этого метода  является 
увеличение времени для наладки специального испытательного оборудования и занятости 
персонала  при  развинчивании  инструмента,  проведении  кавернограммы  (выбор  места 
посадки пакера) и предварительном спуско-подъёме. 

Основная методика использования испытателя пластов: 
1.  Спустить  прибор,    указывающий  на  какой  глубине  прихвачена  колонна, 

развинтить выбранный замок над свободной точкой в непосредственной от неё близости. 

2.  Спустить  каверномер  и  выбрать  проверенную  или  почти  проверенную  секцию 

ствола выше глубины развинчивания, что свидетельствует месту посадки пакера. 

З. Провести очистку рейсом до верхней части оставшейся в стволе трубы. 
4.  Определить  безопасный  перепад  давления  и  рассчитать  объём  барьера(  вода, 

дизельное топливо или буровой раствор), закачиваемый внутрь испытателя для создания 
перепада. 

5.  Свинтить  инструмент  и  спустить  следующие  скважинные  инструменты  снизу 

вверх. 

Ловушку, состоящую из овершота без муфтового соединения и т.д. 
Х  футов  перфорированного  якоря  в  качестве  распорки  между  ловильным 

инструментом и посадкой пакера. 

Узел  пакера  для  необсаженного  расширяющегося  ствола,  устанавливается 

сжатием. 

Безопасный замок. 
Гидравлический ясс для освобождения на верху. 
Испытательные  инструменты,  открывающиеся  автоматически  при  посадке 

пакера. 

Циркуляционный  клапан для обратного потока. 
У футов УБТ для посадочного веса пакера и/или вибрации. 
Отбойный(е)  яс(ы) по выбору, если на морской вышке. 
Z футов УБТ, если вышка плавающая. 
Бурильная труба до поверхности. 
Наземное оборудование. 
Фонтанная задвижка. 
Вертлюг. 
Манифольд. 

6. Поймать или соединить винтом оставшуюся трубу. 
7. Посадить пакер (испытательный инструмент открывается автоматически). 

 

499 

8.  Отметить  давление  затрубное,  в  бурильной  трубе,  показание  индикатора  веса, 

когда  инструмент  открыт  и  подготовиться  к  контролю  за  скважиной  через  затрубное 
пространство или бурильную трубу. 

9.  Если  вес  прихваченной  трубы  значительный  и  она  освобождается  сразу  же  при 

снижении перепада давления, пакер вероятно сомнётся, создав дополнительную нагрузку 
на  колонну.  Это  резкое  увеличение  отмечается  на  индикаторе  веса.  Необходимо 
немедленно  начать  расхаживать  трубу  с  максимальным  размахом  и  готовиться  к 
демонтажу  вышки  и  подъёму  цепями  (не  вращением).  После  подъёма  заполнить 
скважину. 

10.  Если  вес  прихваченной  трубы  незначительный  или  труба  не  освобождается, 

пакер  останется  на  месте  и  показания  индикатора  веса  не  изменятся.  В  этом  случае 
закрыть  затрубный  превентор  и  открыть  циркуляционный  клапан  для  медленного 
уравновешивания  между  бурильной  трубой  и  затрубным  пространством.  Открыть 
затрубный  превентор,  снять  пакер  и  попытаться  освободить  трубу  яссом.  Если  это  не 
помогает,  снизить  перепад  давления  циркуляцией  и  вес  бурового  раствора  ниже 
расчётного  начального  давления  или  повторно  посадить  пакер,  обратной  циркуляцией 
вымыть буфер, отделить от прихваченной трубы и поднять из скважины с одновременным 
нормальным заполнением. 

Примечание. 

Не рекомендуется спускать подводный испытательный узел при работе 

с испытателем пластов, т.к. если пакер сминается, когда освобождается труба, невозможно 
узнать, внезапное падение бурильной колонны. Кроме того,  может произойти повторный 
прихват освобожденной трубы.

 

Освободить  прихваченную  трубу  снижением  перепада  давления  можно  снижением 

столба бурового раствора в затрубном пространстве, это так называемый метод  U-трубы. 
Буровой  раствор  вытесняется  из  кольцевого  пространства  закачкой  более  лёгкой 
жидкости (дизельное топливо, вода или азот) по бурильной трубе. Более тяжёлый буровой 
раствор  в  кольцевом  пространстве  из  U-трубки  попадает  назад  бурильную  колонну,  в 
результате  чего  снижается  высота  бурового  раствора  в  кольцевом  пространстве.  Мерой 
предосторожности является расчёты по определению объёма лёгкой жидкости для закачки 
до  проникновения  жидкости  из  затрубного  пространства  в  U-трубу.  Эта  методика  не 
применима  для  шарошечного  долота  из-за  возможности  закупорки  его.  Для  этой  цели 
используется специальный переводник или труба с открытым концом. При планировании 
этой  меры  необходимо  особо  учесть  пластовые  давления  и  возможные  продуктивные 
зоны  над  точкой  прихвата,  а  также  рассчитанные  или  известные  пластовые  давления  в 
самой точке прихвата. Если не известен градиент пластового давления, то приближенное 
давление умножается 0,47 psi /фут и глубину прихвата. 

Давление,  вычитаемое  из  гидростатического  давления  бурового  раствора,  даёт 

приближенное  значение  максимального  снижения  давления,  необходимого  для 
освобождения, прихваченной  трубы, В этом случае не теряется контроль за скважиной. 

Предлагается  следующая  методика  освобождения  дифференциально  прихваченной 

трубы, если доказана её безопасность и отсутствие преград внутри и снаружи бурильной 
колонны для движения жидкости в любом направлении. 

1. Проциркулировать и довести до нормы буровой раствор в скважине. 
2. Определить или рассчитать максимально требуемое снижение давления. 
3. Рассчитать следующее (по примеру А и рис.4). 

а)  Общий  объём  дизельного  топлива  для  вытеснения  по  бурильной  колонне, 

который  максимально  уменьшит  гидростатическое  давление  в  затрубном пространстве  и 
бурильной колонне при выравнивании обратного потока. 

б)  Максимально  ожидаемое  противодавление  на  манометре  бурильной  трубы 

после  полного  вытеснения  топливе  в  результате  перепада  давления  между  затрубным 
пространством и бурильной трубой. 

в) Количество дизельного топлива, поступающего в амбар для уранвовешивания. 

 

500 

г) Количество топлива, остающегося в бурильной колонне при уравновешивании. 
д) Падение уровня жидкости (фут) в затрубном пространстве после выравнивания 

топлива  и  бурового  раствора  в  бурильной  колонне  и  бурового  раствора  в  затрубном 
пространстве. 

4. Смонтировать линии между бурильной трубой и манифольдом пола вышки, чтобы 

вытеснить  дизельное  топливо  из  цементировочного  агрегата.  Подготовиться  к  контролю 
обратного потока дизельного топлива через штуцер ила клапан во время выравнивания. 

5.  Вытеснить  медленно  дизельное  топливо  по  бурильной  трубе  до  полного 

расчётного  объёма.  Отметить  противодавление  на  манометре  бурильной  трубы  в  этот 
момент 

6.  После  вытеснения  полного  объёма  топлива  смонтировать  линию  для  обратного 

потока. 

7. Поднять инструмент до максимально безопасного натяжения бурильной трубы для 

обеспечения  обратного  потока  дизельного  топлива  из  бурильной  трубы  с  минимальной 
регулируемой  скоростью  через  штуцер  или  клапан.  Периодически  останавливать 
обратный  поток  для  наблюдения  за  противодавлением  па  бурильной  и  наличием 
движения  флюида  вверх  в  затрубном  пространстве  (т.е.  импульс  давления).  Если 
скважина  статическая  (т.е.нет  пластового  потока)  давление  в  бурильной  трубе  должно 
снизится при   обратном потоке. Если начинается движение потока, давление в бурильной 
трубе либо стабилизируется, либо увеличивается. В нужной ситуации  уровень затрубной 
жидкости будет снижаться, моделируя вакуум во время обратного потока. Наблюдение за 
затрубным пространством очень важно на случай необходимости прекращения  операций 
по противотоку и подготовки к возможному выбросу. 

8. Расхаживать трубу и активизировать работу бурильного ясса. 
9. Если бурильная труба не освобождается, то: 

а)  Заполнить  затрубное  пространство  глинистым  раствором  до  устья,  медленно 

реверсируя  движение  дизельного  из  бурильной  трубы  и  проциркулировать один  полный 
цикл. Проконтролировать выходящий поток на наличие в нем газа или нефти. 

б)  Предусмотреть  дальнейшее  снижение  гидростатического  давления,  если  это 

безопасно, и повторить пп. 1-8. 

10.  Если  труба  освободилась,  необходимо  её  расхаживать,  затем  провести 

кондиционирование ствола перед рейсом или дальнейшим бурением. 

Пример А. 

Дано: 
Общая глубина 132626 ф. 
Вес бурового раствора - 11 ф/гал = 11,0 х 0,052 = 0,5720 рsi /ф. 
Вес дизельного топлива - 6,8 ф/гал = 6,8 х 0,052 = 0,3536 рsi /ф. 
Перепал давления 0,5720 - 0,3536 = -0,2184 рsi /фут. 
Обсадная колонна 9 5/8” на 2000 ф., кольцевой объём = 0,0548 бар/ф. 
Емкость 4 1/2” бурильной трубы - 0,02422 бар/ф. 
Гидростатическое давление - 0,572 х 13636 = 7800 рsi 

Задача. 

Снизить гидростатическое  давление  НР  на  600  рsi  для  освобождения  прихваченной 

трубы. 

Решение. 

Новое Нр = 7800-600=7200 рsi 
Длина столба раствора при 7200 рsi =7200+0,572=12587 ф. 
Снижение столба раствора при 7000 рsi =13636-12587=1049 ф. 
Объём  1049  ф.  кольцевого  пространства  =1049  х  0,0548=57,5  бар  дизельного 

топлива (необходимо стравить после начала обратного потока). 

Длина  столба  топлива, оставляемого  в  бурильной  трубе  для  уравновешивания  с 

затрубным при 7200 рsi  = 600 + 0,2184 = 2747 ф.