Вопрос 1. Каковы принципиальные отличия роторном бурения и бурения с забойным двигателем?
Ответ. При бурении с забойным двигателем крутящий момент передается на долото от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом; при роторном бурении — с поверхности от ротора через колонну бурильных труб.
Вопрос 2. За счет чего приводится во вращение ротор при турбинном бурении?
Ответ. За счет гидравлической энергии потока промывочной жидкости.
Вопрос 3. Каким способом осуществляется питание электродвигателя при бурении с помощью электробура?
Ответ. При бурении с помощью электробура питание электродвигателя осуществляется через кабель, укрепленный внутри бурильных труб. В этом случае вместе с долотом вращается лишь вал электродвигателя, а его корпус и бурильная колонна остаются неподвижными.
Вопрос 4. Каково основное отличие турбобура от ВЗД?
Ответ.Турбобур — гидравлический забойный двигатель, в котором для преобразования гидравлической энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использована многоступенчатая осевая турбина лопастного типа. Винтовой забойный двигатель (ВЗД) — разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использован винтовой механизм.
Вопрос 1. Чем отличается промывка скважин от продувки?
Ответ. В процессе бурения в скважине непрерывно осуществляют замкнутую циркуляцию через скважину технологического (циркуляционного) агента — жидкости или газа.
При использовании жидкости технологический процесс ее циркуляции через скважину называется промывкой, а при использовании газа — продувкой. Как правило, применяется промывка скважин. Технологическую жидкость, прокачиваемую через скважину, называют промывочной (ПЖ) или буровым раствором (БР).
Вопрос 2. Какая промывочная жидкость является является наиболее доступной и недорогой?
Ответ. Техническая вода, используемая в качестве бурового раствора, является наиболее доступной и недорогой промывочной жидкостью.
Имея малую вязкость, она легко прокачивается, хорошо удаляет шлам с забоя скважины и лучше, чем другие жидкости, охлаждает долото.
Однако она плохо удерживает частицы выбуренной породы (особенно при прекращении циркуляции), не образует упрочняющей корки на стенке скважины, хорошо поглощается низконапорными пластами, вызывает набухание глинистых пород, ухудшает проницаемость коллекторов нефти и газа.
Вопрос 3. Чем отличается эмульсия от суспензии?
Ответ. Естественный буровой раствор — это водная суспензия, образующаяся в скважине в результате диспергирования шлама ГО, разбуриваемых на воде.
У эмульсионных буровых растворов дисперсионной средой является эмульсия типа «вода в нефти», а дисперсной фазой — глина.
Вопрос 4. Какие буровые растворы получили наибольшее распространение при бурении скважин?
Ответ. Глинистые буровые растворы получили наибольшее распространение при бурении скважин. Для бурового дела наибольший интерес представляют три группы глинистых минералов: бентонитовые, каолиновые и гидрослюдистые.
Наилучшими качествами с точки зрения приготовления бурового раствора обладают монтмориллонит и другие бентонитовые минералы. Так, из 1 т бентонитовой глины можно получить около 15 м³ высококачественного глинистого раствора, тогда как из глины среднего качества — 4-8 м³ а из низкосортных глин — менее 3 м³.
Глинистые растворы глинизируют стенки скважины, образуя тонкую плотную корку, которая препятствует проникновению фильтрата в пласты. Их плотность и вязкость таковы, что растворы удерживают шлам разбуренной породы даже в покое, предотвращая его оседание на забой при перерывах в промывке. Утяжеленные глинистые растворы, создавая большое противодавление на пласты, предупреждают проникновение пластовых вод, нефти и газа в скважину и открытое фонтанирование при бурении.
Однако по этим же причинам затруднено отделение частиц породы в циркуляционной системе бурового раствора.
Вопрос 5. Какими преимуществами обладают буровые растворы на углеводородной основе?
Ответ. Буровые растворы на углеводородной основе представляют собой многокомпонентную систему, в которой дисперсионной (несущей) средой является нефть или жидкие нефтепродукты (обычно дизельное топливо), а дисперсной (взвешенной) фазой — окисленный битум, асфальт или специально обработанная глина (гидрофобизированный бентонит).
Буровые растворы на углеводородной основе не оказывают отрицательного влияния на свойства коллекторов нефти и газа, обладают смазывающей способностью: при их использовании уменьшается расход мощности на холостое вращение бурильной колонны в стволе скважины и снижается износ бурильных труб и долот.
Однако стоимость приготовления таких буровых растворов довольно высока, они пожароопасны, трудно удаляются с инструмента и оборудования.
Применяют буровые растворы на углеводородной основе для повышения эффективности бурения в породах-коллекторах и сохранения их нефтегазоотдачи на исходном уровне, а также для проводки скважин в сложных условиях при разбуривании мощных пачек набухающих глин и растворимых солей.
Вопрос 6. За счет каких факторов получается большой экономический эффект при использовании газообразных агентов в качестве продувочных агентов?
Ответ. Применение газообразных агентов позволяет получить большой экономический эффект: увеличивается механическая скорость (в 10-12 раз) и проходка на долото (в 10 раз и более). Благодаря высоким скоростям восходящего потока в затрубном пространстве, ускоряется вынос выбуренных частиц породы. Использование газообразных агентов облегчает проведение гидрогеологических наблюдений в скважинах. Кроме того, увеличивается коэффициент нефтегазоотдачи пласта.
Вопрос 7. Как осуществлять выбор плотности бурового раствора, в зависимости от условий бурения?
Ответ. Плотность бурового раствора (ρб.р.) может быть различной: у растворов на нефтяной основе она составляет 890-980 кг/м³, у малоглинистых растворов — 1050-1060 кг/м³, у утяжеленных буровых растворов — до 2200 кг/м³ и более.
Плотность бурового раствора ρб.р. выбирается исходя из условий создания противодавления, препятствующего притоку в скважину пластовых флюидов, и предотвращения гидроразрыва наиболее слабых пластов.
При вскрытии газонефтенасыщенных пластов значение ρб.р. должно определяться для горизонта с максимальным градиентом пластового давления в интервале совместимых условий.
Величину ρб.р. необходимую для создания противодавления на пласт, можно вычислить из выражения: ρб.р.=(pпл+ΔpΣ)/gH,
где ΔpΣ — суммарная репрессия на пласт.
Вопрос 1. Каково основное предназначение бурильных труб при роторном бурении?
Ответ.Бурильная колонна (БК) — непрерывная многозвенная система инструментов между вертлюгом на поверхности и долотом на забое скважины. БК соединяет долото (или забойный двигатель и долото) с наземным оборудованием (вертлюгом).
Иногда в состав БК включают также долото и забойный двигатель и выделяют колонну бурильных труб как часть БК. Бурильная колонна предназначена для следующих целей:
• передачи вращения от ротора к долоту;
• создания нагрузки на долото;
• восприятия реактивного момента забойного двигателя;
• подвода бурового раствора к ПРИ и забою скважины;
• подъема и спуска долота;
• проведения вспомогательных работ (проработка, расширение и промывка скважины, испытание пластов и т.д.).
При креплении скважины БК используют для секционного спуска обсадных колонн, установки цементных мостов.
Вопрос 2. Объясните, почему ведущая труба имеет квадратное сечение.
Ответ.Ведущая труба предназначена для передачи вращения от ротора к бурильной колонне (роторное бурение) и передачи реактивного момента от бурильной колонны ротору (при бурении с забойным двигателем). Эта труба, как правило, имеет квадратное сечение и проходит через квадратное отверстие в роторе. Одним концом ведущая труба присоединяется к вертлюгу, а другим — к обычной бурильной трубе круглого сечения.
Вопрос 3. Каково основное предназначение калибратора?
Ответ.Калибраторы — разновидность ПРИ для обработки стенок скважины и сохранения номинального диаметра ее ствола в случае износа долота. В бурильной колонне калибратор размещают непосредственно над долотом. Он одновременно выполняет роль центратора и улучшает условия работы долота.
Калибраторы с прямыми лопастями КЛ и со спиральными лопастями КЛС предназначены для расширения и калибрования ствола скважины по диаметру долота, а также для центрирования и улучшения условий работы долота и стабилизации оси скважины в мягких, средних, твердых малоабразивных и абразивных горных породах.
Калибраторы-расширители КР предназначены для калибрования стенок скважины и увеличения диаметра ствола скважины до требуемого размера.
Калибраторы PDC предназначены для калибровки ствола скважины, улучшения работы долота и забойного двигателя.
Вопрос 4. Действию каких нагрузок подвергается бурильная колонна в процессе бурения?
Ответ. В процессе бурения БК подвергается действию статических, динамических и переменных (в том числе циклических) нагрузок.
Основные нагрузки на БК (общие при роторном бурении и бурении с забойным двигателем):
• осевая нагрузка растяжения от собственного веса БК, подвешенной в скважине, и перепада давления в долоте;
• продольное усилие сжатия в нижней части БК, разгруженной на забой;
• осевые динамические (инерционные) нагрузки, возникающие при проведении СПО;
• дополнительные осевые нагрузки, необходимые для преодоления местных сопротивлений и сил трения при подъеме БК и при освобождении ее от прихвата.
Действие нагрузок при различных видах вращательного бурения
Роторное бурение:
Дополнительные переменные изгибающие нагрузки, возникающие при вращении БК;
Крутящий момент, необходимый для вращения БК в скважине и подвода мощности к долоту;
Изгибающий знакопеременный момент при вращении БК и искривленном стволе скважины.
Бурение с забойным двигателем:
Дополнительная осевая нагрузка растяжения в подвешенной колонне от перепада давления в турбобуре;
Реактивный момент, воспринимаемый БК при работе забойного двигателя;
Статический изгибающий момент при размещении БК в искривленном стволе скважины.
Вопрос 5. Какие виды бурильных труб применяются в глубоком бурении?
Ответ. По способу изготовления трубы могут быть: цельными; с приварными соединительными концами. У цельных труб утолщение концов может быть обеспечено высадкой внутрь или наружу.
В глубоком бурении применяют горячекатаные бесшовные стальные (СБТ) бурильные трубы с номинальными диаметрами 60, 73, 89, 102, 114, 127 и 140 мм.
Вопрос 6. Перечислите основные требования, которые необходимо соблюдать при эксплуатации бурильных труб.
Ответ.
При эксплуатации бурильных труб (БТ) необходимо соблюдать следующие основные требования:
соблюдение оптимальных соотношений между номинальными диаметрами БТ, УБТ и долота;
использование комплекта УБТ, создающего требуемую нагрузку на долото за счет собственного веса и разгружающего БТ от продольных сжимающих усилий;
использование спиральных и квадратных УБТ в случае повышенных требований к стабилизации низа БК;
профилактика резонансного усиления колебательных процессов в БК;
систематический контроль износа БТ и замков к ним, УБТ и переводников и их резьбовых концов;
учет работы БТ и своевременное заполнение паспортов на комплекты труб;
своевременная выбраковка БТ, имеющих чрезмерный износ или недопустимую стрелу прогиба.