В процессе бурения и эксплуатации скважин возникают осложнения, часть которых переходит в аварии. Основная причина — нарушение технологии бурения и несоблюдение проектных требований. По статистике, в РФ на аварии с обсадными колоннами приходится около 9 % всех аварийных ситуаций. Крепление скважин — сложный и дорогостоящий процесс, поэтому предупреждение аварий имеет важное экономическое значение. Актуальность проблемы обусловлена высокой стоимостью ликвидации инцидентов, простоями буровых комплексов, а также экологическими рисками, связанными с нарушением целостности колонн [1; 2].
При бурении глубоких скважин часты аварии из-за износа обсадных труб и повреждения их бурильной колонной. В скважинах глубиной до 4000 м трубы совершают 500–550 тыс. м возвратно-поступательных движений и 1500 тыс. м вращений, что ведёт к износу и протиранию. Основные виды аварий: падение колонны, обрыв по телу или резьбе, разрыв трубы, смятие, повреждение при разбуривании цементного стакана. Главные причины: некачественная подготовка ствола и бурового раствора; резкие изменения кривизны и азимута; неисправность спуско-подъёмного инструмента; несвоевременный долив колонны (глубина без долива — до 300 м); низкое качество цементирования; температурные деформации труб. Также возможна негерметичность из-за разрывов, утечек по резьбе, коррозии и эрозии [3; 4].
Основными причинами аварий с обсадными колоннами являются: некачественная подготовка ствола скважины перед спуском колонны (завышенная скорость проработки, спуск компоновки в осложнённых участках без проработки); использование бурового раствора несоответствующего качества (недостаточное количество противоприхватных добавок, параметры раствора не соответствуют требованиям); наличие в стволе резких изменений кривизны и азимута; неисправность спуско-подъёмного инструмента (элеваторов, клиньев), например слабое закрепление трубы или плохое состояние сухарей спайдер-элеватора вызывает проскальзывание трубы; несвоевременный долив колонны при спуске (максимальная глубина спуска без долива — 300 м); низкое качество цементирования; температурные деформации труб при закачивании холодного раствора. Кроме того, аварии могут случаться из-за негерметичности обсадных труб: разрывы вследствие чрезмерных внутренних давлений, утечки по резьбе из-за неправильного свинчивания, отверстия в результате коррозии или эрозионного воздействия струй промывочной жидкости [6; 7].
Рисунок 1. Смятие обсадной колонны
Мероприятия по предупреждению аварий делятся на организационные и технологические. К общим относятся: подготовка труб на базе и буровой (дефектоскопия, опрессовка, шаблонирование, проверка резьб, маркировка); подготовка оборудования; смена плашек ПВО и его опрессовка; контрольный замер глубины; смазка резьб герметиками. Для предотвращения смятия и разрыва ограничивают скорость спуска, своевременно доливают колонну, не допускают опорожнения. Для предотвращения падения выбраковывают дефектные трубы и докрепляют резьбы машинными ключами [5; 6].
Дефекты труб — основная причина аварий. Их делят на металлургические (заслои, плены, трещины), возникшие при транспортировке и хранении, и появившиеся при креплении. Выявляют наружным осмотром, опрессовкой, шаблонированием и дефектоскопией. Одним из эффективных способов контроля является акустический метод на отражённых волнах [7].
Акустический телевизор малого диаметра АВК-42М позволяет получать видеоизображение внутренней поверхности колонны в амплитудном и временном параметрах. Принцип основан на регистрации изменения отражающей способности при сканировании ультразвуковыми импульсами. Прибор выявляет каверны, трещины, интервалы коррозии, места муфтовых соединений и перфорационных отверстий. АВК-42М работает в скважинах диаметром от 3,5" до 8", в том числе наклонно-направленных и горизонтальных. Программное обеспечение GeophysisOffice позволяет получать 3D-изображение поверхности [8; 9].
Рисунок 2. Изображение внутренней поверхности колонны в 3D
На Арланском месторождении АВК-42М выявил одиночную коррозионную язву на глубине 1184,8 м, подтверждённую электромагнитным дефектоскопом. В сочетании с плохим качеством цементирования это вызвало утечку жидкости. Комплексирование с ЭМДС-С позволило также обнаружить дефекты с внешней стороны колонны и уточнить место порыва [10].
Таким образом, своевременное применение организационных и технологических мер, а также современных методов диагностики (АВК-42М в сочетании с электромагнитными дефектоскопами) позволяет существенно снизить риск аварий с обсадными колоннами и повысить эффективность бурения.
Список литературы
- Зозуля Г.П. и др. Осложнения и аварии при эксплуатации и ремонте скважин. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2014. – 372 с.
- Сулейманов Э. Предупреждение и ликвидация аварий при бурении. – 2015. – 208 с.
- Ясов В.Г., Мыслюк М.А. Осложнения в бурении. – М.: Недра, 2014. – 334 с.
- Самотой А.К. Прихваты колонн при бурении скважин. – М.: Недра, 2014. – 204 с.
- Регламент по предупреждению аварий и брака при строительстве скважин. СТП 39-2.1-001-2022. – М.: Бургаз, 2018. – 158 с.
- Инструкция по борьбе с прихватами колонн труб при бурении скважин. – М., 2018. – 214 с.
- Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф., Булатов А.И. Теория и практика предупреждения осложнений и ремонта скважин. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2014. – Т. 1. – 510 с.
- Акустический телевизор малого диаметра АВК-42М. – Уфа: ООО «Эликом», 2018. – 45 с.
- Программное обеспечение GeophysisOffice. – Уфа: ООО «Эликом», 2019. – 32 с.
- Опыт применения АВК-42М для контроля обсадных колонн // Геофизика. – 2020. – № 3. – С. 45–52
