Подготовка ствола скважины

Для обеспечения качественного цементирования существенное значение имеет правильная подготовка ствола скважины для спуска обсадной колонны до намеченной глубины.

Так, при шаблонировании ствола жесткой компоновкой (особенно при использовании трехшарошечных расширителей) во избежание возникновения гидроразрыва пород и поглощения бурового раствора (что осложнит процесс последующего цементирования) следует ограничивать скорость спуска бурильной колонны.

После спуска обсадной колонны буровой раствор должен быть вновь обработан и скважина промыта с максимально возможной подачей насосов, но не выше допустимой.

Процесс подготовки ствола скважины к креплению может быть полностью исключен, если диаметр долота и компоновку низа бурильной колонны для проходки скважины выбирать в зависимости от заданной допустимой интенсивности пространственного искривления ствола, диаметра и жесткости спускаемой колонны и средневзвешенного угла наклона незакрепленного интервала (рис.11.1).

Диаметр долота при бурении под обсадную колонну выбирается из условия ее успешного спуска до забоя по методике ВНИИКРнефти:

(11.1)

где m - масса 1 м обсадной трубы в жидкости, кг; E_l - жесткость труб обсадной колонны, Нм2; α - средневзвешенный угол наклона незакрепленного интервала скважины, градус; i_θ - интенсивность пространственного искривления скважины в том же интервале, градус/10 м; d - диаметр обсадной колонны,м

Рис. 11.1. График для определения диаметра скважин под обсадную колонну (с учетом кривизны ствола): 1-sinα_ср=0,05; 2-sinα_ср=0.1; 3-sinα_ср=0,2; 4-sinα_ср=0,4

Жесткость обсадных труб можно найти из табл. 11.3

Таблица 11.3 Жесткость обсадных колонн

Диаметр труб, мм	Жесткость, 103 Н·м2	Диаметр труб, мм	Жесткость, 103 Н·м2
140	1580	299	20 380
146	1865	324	27 000
168	3215	340	30 700
178	3820	351	34 700
194	5480	377	44 000
219	7650	407	57 000
245	10 400	426	64 800
273	15000	478	93 200

Пример 11.1. Протяженность интервала крепления 2000 м, отклонение от вертикали 600 м. Определить диаметр долота, которым обеспечивается проходимость 377-мм обсадной колонны по стволу скважины.

Решение. Для указанного случая имеем следующее: El=44·10⁶ Н·м2; m=83,1 кг/м; sinα=600/2000=0,3; α=17,5°; cos α=0,9537; ƒ=0,3.

Отсюда

Следовательно, для бурения необходимо принять долото диаметром 490 мм. В том же случае, но при отклонении ствола в интервале крепления от вертикали на 300 м (sin α=0,15) достаточно будет применить для бурения долото диаметром 445 мм;

Расчеты необходимого диаметра долота можно выполнять оперативно, используя рис 11.1

Пример 11.2. Определить диаметр долота для следующих условий: протяженность интервала крепления 2000 м. Отклонение от вертикали 400 м (sin α=0,2); средняя интенсивность искривления 2,5°/10 м.

Решение. Определим по номограмме (см.рис.11.1) диаметр долота, которым обеспечивается проходимость 273-мм колонны по стволу скважины. От точки на оси ординат, соответствующей диаметру обсадной колонны, проводим горизонтальную линию пересечения с линией, соответствующей sin α=0,2 в области средней интенсивности искривления 2,5°/10 м. Точка пересечения указывает, что диаметр долота должен быть не менее 346 мм.