При работе с инструменты для бурения скважин на воду Одной из наиболее неприятных проблем на месторождении является потеря циркуляции, то есть когда буровой раствор (или воздух в системах пневмобурения) не может чисто вернуться на поверхность, теряется в проницаемых пластах или трещинах или когда скважина обрушивается. При разработке нашей линейки буровых инструментов, особенно нашей долото для расширения и сопутствующие скважинные аксессуары, мы уделяем пристальное внимание стратегиям, которые помогают уменьшить потери циркуляции и стабилизировать скважину.

Почему потери циркуляции имеют значение в инструментах для бурения водяных скважин

Циркуляция необходима для любой операции бурения:

Он выводит шлам из скважины, помогая поддерживать скважину в чистоте.

Он охлаждает и смазывает поверхность долота, предотвращая чрезмерный износ.

Он оказывает гидростатическое давление, поддерживая стенки скважины и предотвращая обрушение.

Распространенные причины потери кровообращения и что беспокоят операторов

Прежде чем предлагать решения, полезно перечислить типичные механизмы или причины нарушения кровообращения, о которых часто сообщают пользователи:

Зоны трещиноватых или высокопроницаемых пород

Когда скважина проникает в трещиноватую породу или пласт с трещинами, буровой раствор может проникать в эти трещины вместо того, чтобы течь вверх по затрубному пространству.

Нестабильные стенки скважины/зоны обрушения

В мягких или рыхлых пластах стенка скважины может отслаиваться или разрушаться, частично блокируя поток или поглощая жидкость.

Расширение отверстия за пределами допуска/размывы

Если скважина становится шире, чем ожидалось (размывы), жидкость может не возвращаться эффективно, и шлам может оседать в низких местах.

Конструкция инструмента или помехи при его размещении

Неправильное размещение расширительного долота, открывателя отверстия или вспомогательных стабилизаторов может блокировать пути потока.

Плохая настройка системы циркуляции (недостаточная производительность насоса, низкое давление, неправильные свойства жидкости)

Даже если инструменты хорошо спроектированы, наземная и скважинная системы циркуляции должны совпадать.

Пользователи часто спрашивают:

«Если у меня потеряется кровообращение, сколько жидкости мне нужно будет ввести, чтобы это преодолеть?»

«Могу ли я пройти через зону потери циркуляции и при этом сохранить поток обратно на поверхность?»

«Должен ли я уменьшить скорость долота или изменить геометрию инструмента, чтобы помочь?»

«Какие конструкции расширителей или буровых инструментов помогают сохранить циркуляцию?»

Как спроектировать и использовать инструменты для бурения водяных скважин для уменьшения потерь циркуляции

1. Оптимизация геометрии инструмента и каналов потока.

Более крупные или более эффективные проточные отверстия и сопла: убедитесь, что расширительное сверло и открыватель отверстий имеют сопла соответствующего размера, чтобы обеспечить обратный поток, даже если произойдет частичная закупорка.

Зазор между лезвием и рычагом: спроектируйте расширительные рычаги (или лезвия) и расположение фрезы так, чтобы они не вторгались чрезмерно в кольцевой путь потока.

Внутренние перепускные или промывочные каналы. Включите перепускные отверстия или внутренние промывочные канавки, чтобы жидкость могла обходить засоры.

Прочные износостойкие материалы: используйте прочные сплавы и покрытия, чтобы эрозия или неравномерный износ не ухудшали пропускную способность с течением времени.

2. Обеспечьте гибкие/выдвижные функции.

Некоторые усовершенствованные инструменты допускают использование выдвижных рычагов или расширителей регулируемого размера, что позволяет снизить агрессивность расширения на участках слабых или трещиноватых пород, снижая риск чрезмерного расширения, которое может ухудшить кровообращение. (Это в некоторой степени аналогично конструкциям расширителей, используемых в нефтяных и газовых скважинах)

3. Используйте поэтапное/контролируемое расширение.

Вместо того, чтобы развертывать полный диаметр за один проход, развертывайте поэтапно. Начните с более легкого прохода (менее агрессивного резания), чтобы оценить реакцию пласта, поддерживайте хорошую циркуляцию, а затем постепенно расширяйте его. Это позволяет избежать шока пласта слишком большим сдвигом.

4. Соответствие системы циркуляции и эксплуатационных параметров.

Даже идеальная конструкция инструмента не может полностью компенсировать плохую настройку циркуляции. Ключевые рекомендации:

Поддерживайте достаточную скорость и давление насоса для преодоления потерь в пласте.

Используйте добавки к буровому раствору или материалы для поглощения потерь (LCM), где это допустимо, для временной герметизации микротрещин.

Внимательно следите за объемами возврата, давлением и состоянием скважины.

Если циркуляция начинает ухудшаться, уменьшите число оборотов в минуту/вес на бит и, возможно, временно выполните обратное расширение или обратную циркуляцию.