Глава 5. Бурильная колонна

(Слайд2G5_1)

Общие сведения

(Слайд2G5_2)

Бурильная колонна является связующим звеном между долотом, находящимся в забое скважины, и буровым оборудованием, расположенным на поверхности.

Она предназначена для подвода энергии (механической, гидравлической, электрической) к долоту, обеспечения подачи бурового раствора к забою, создания осевой нагрузки на долото, восприятия реактивного момента долота и забойного двигателя.

Основные элементы, составляющие бурильную колонну

Основные элементы, составляющие бурильную колонну:

- ведущие трубы,

- бурильные трубы,

- бурильные замки,

- переводники,

- центраторы бурильной колонны,

- утяжеленные бурильные трубы.

Ведущие бурильные трубы (ВБТ) изготавливаются двух типов:

- тип К — квадратного сечения,

- тип Ш — шестигранного сечения.

В компоновке бурильной колонны используются:

- стальные бурильные трубы (СБТ) (изготавливаются следующих диаметров 73-140мм);

- легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ) (изготавливаются из алюминиевых сплавов следующих диаметров 73-180мм)

Обязательной составляющей бурильной колонны является утяжеленные бурильные трубы (УБТ) необходимые для создания нагрузки на долото. Нагрузка на долото должна составлять не более 75% веса всего УБТ в компоновке. Изготавливаются следующих диаметров 79-392 мм, встречаются круглого сечения, со спиральными канавками и квадратного

Глава 6. Буровые растворы

(Слайд2G6_1)

Назначение буровых растворов

(Слайд2G6_2)

Отличительной особенностью вращательного способа бурения является применение промывки скважин в процессе бурения.

При бурении нефтяных и газовых скважин буровой раствор прежде всего должен:

- удалять выбуренную породу (шлам) из-под долота, транспортировать ее вверх по кольцевому пространству между бурильной колонной и стволом скважины и обеспечивать ее отделение на поверхности;

- удерживать частицы выбуренной породы во взвешенном состоянии при остановке циркуляции раствора;

- охлаждать долото и облегчать разрушение породы в призабойной зоне;

- создавать давление на стенки скважины для предупреждения водо-, нефте- и газопроявлений;

- оказывать физико-химическое воздействие на стенки скважины, предупреждая их обрушение;

- передавать энергию гидравлическому забойному двигателю (при бурении этими двигателями);

- обеспечивать сохранение проницаемости продуктивного пласта при его вскрытии и др.

Типы буровых растворов

(Слайд2G6_3)

Различные требования к составу и качеству бурового раствора в зависимости от геологических условий и технических особенностей проходки скважины обусловили применение буровых растворов нескольких типов:

- буровые растворы на водной основе (глинистые растворы,вода, буровые растворы с низкой концентрацией твердой фазы — полимерглинистые и безглинистые и т.д.);

- буровые растворы на неводной основе (растворы на углеводородной основе, обращенные эмульсии типа «вода в масле», дегазированная нефть и нефтепродукты);

- газообразные рабочие агенты (воздух, природные газы, выхлопные газы, продукты горения);

- аэрированные буровые растворы и пены.

Выбирать тип бурового раствора для бурения в каждом районе следует на основе внимательного и всестороннего изучения геологических условий залегания всего комплекса горных пород, подлежащих разбуриванию, с учетом технических особенностей проходки скважины.

Типы буровых растворов

Глинистые растворы

(Слайд2G6_4)

Под глинистым растворомпонимают коллоидно-суспензионную систему, состоящую из глины, воды и частиц выбуренной породы.

Глинистый раствор состоит из частичек глины, находящихся в воде. Частицы глины в растворе имеют разные размеры — от крупных частиц суспензии до коллоидных частиц. Глинистый раствор — смесь коллоидных частиц и более крупных частиц, образующих суспензии, поэтому глинистый раствор называется коллоидно-суспензионной системой.Хотя коллоидных частиц в глинистом растворе мало, глинистый раствор ведет себя как коллоидный.

Когда коллоидный раствор находится в покое, все частицы постепенно слипаются. В растворе получается сплошная сетка из твердых коллоидных частиц. Вода остается в ячейках сетки и не может свободно перемещаться. Раствор становится прочным, похожим на студень.

Сетка, образующаяся в коллоидном растворе, называется структурой,а появление ее в растворе — структурообразованием.

При обычной коагуляции частички, слипаясь друг с другом всей поверхностью, выпадают в осадок. При неполной коагуляции частички, слипаясь только концами, не выпадают в осадок, а образуют структуру. При сильном встряхивании или перемешивании раствора структура разрушается. Раствор при этом становится жидким, подвижным, не имеющим упругих свойств. При неподвижном состоянии частицы опять слипаются и раствор постепенно загустевает.

Свойство раствора разжижаться при встряхивании и загустевать при стоянии называется тиксотропией.