Осложнения и аварии с обсадными колоннами.

К авариям с обсадными колоннами и элементами их осна­стки относятся аварии со спускаемыми, спущенными и заце­ментированными обсадными колоннами или их частями, вы­званные: разъединением по резьбовым соединениям; обры­вом по сварному шву; смятием или разрывом по телу трубы; повреждением обсадной колонны при разбуривании цемент­ного стакана, стоп-кольца, обратного клапана и направляю­щей пробки. Аварии с обсадными колоннами составляют 7-8 % всех видов аварий в бурении. На ликвидацию их затрачивается более 10 % времени, затрачиваемого на ликвидацию аварий всех типов. Особенно тяжелы аварии этого вида в районах, где обсадные колонны спускают на большую глубину, и на разведочных площадях. В процессе разобщения пластов возникают аварии при спуске обсадных колонн, их цементировании, а также углуб­лении скважины с зацементированными обсадными колон­нами под последующую колонну. Прихваты обсадных колонн, главным образом кондукто­ров и промежуточных колонн, происходят в основном на площадях, где разрез представлен неустойчивыми породами, бурение в которых вызывает сужение стенок скважин или обвалы пород. Причинами прихвата обсадных колонн часто являются неудовлетворительная организация спуска колонн (несвоевременная промывка или отказ от предусмотренных планом промежуточных промывок, плохая проработка сква­жины перед спуском колонны, установка деревянных про­бок, длительные остановки при спуске и т.д.) и технология бурения ствола скважины под обсадную колонну (бурение без УБТ и центраторов, несоблюдение оптимальных парамет­ров режимов бурения в породах с чередующейся твердостью, использование кривых труб и бурового раствора плохого качества и т.д.). Обсадные трубы разрушаются по телу в связи с образова­нием внутренних давлений при восстановлении циркуляции после окончания спуска колонны, закачивании в затрубное пространство последней порции цементного раствора, испы­тании обсадной колонны на герметичность и т.д. Смятие обсадных колонн происходит как при спуске, так и в процессе бурения скважины. В зависимости от сложив­шихся обстоятельств трубы сминаются по-разному. Отдель­ные технологические упущения приводят к возникновению избыточных наружных давлений, которые вызывают смятие обсадных колонн. При действии на трубу избыточных давле­ний увеличивается и напряжение, которое достигает больших значений вначале в одной точке, а при дальнейшем росте давления зона повышенных напряжений начинает расши­ряться и труба сминается.

При спуске в скважину опасность смятия больше у тех обсадных колонн, которые имеют обратный клапан, так как не учитываются внешние добавочные усилия, возникающие из-за давления на некотором участке в колонне и за колон­ной, а также вследствие большой скорости погружения ко­лонны. При спуске колонны с обратным клапаном обычно стараются не допускать снижения уровня в колонне более чем на 200-250 м для труб диаметром 168 мм и более чем на 300-400 м для труб меньшего диаметра. В противном случае внешнее давление может достигнуть и даже превысить кри­тическое, и колонна может смяться. Аварии такого вида осо­бенно распространены при спуске колонн большого диамет­ра на большую глубину. На месторождениях, где бурят с применением утяжеленных буровых растворов, опасность смятия труб в результате несвоевременного долива еще более возрастает. При спуске обсадной колонны с обратным клапаном про­исходят значительные колебания сминающих и растягиваю­щих усилий. При совместном действии этих усилий сопро­тивление обсадных труб смятию снижается. Большую опасность для обратного клапана представляет повышение гидродинамического давления при спуске обсад­ной колонны. Давление зависит от многих факторов, из ко­торых основными являются статическое напряжение сдвига и вязкость бурового раствора, скорость спуска колонны, раз­мер кольцевого зазора, диаметр колонны и др. Давление до­стигает 10 МПа и более. В практике встречаются следующие случаи обрыва обсад­ных труб по месту их соединения, которые происходят вследствие неправильного свинчивания резьбы труб из-за пе­рекоса осей или неправильной установки трубы в муфте (перекос). При перекосе осей деформируются витки резьбы труб, резьбу "заедает" и трубы полностью не свинчиваются или свинчиваются под большим усилием, приводящим к сильному нагреву места их соединения. При спуске свинченных подоб­ным образом труб места их соединения в колонне разруша­ются. Неполное свинчивание резьбовых соединений обсадных труб наблюдается также из-за несоответствия размеров про­филя резьбы и погрешности конусности, что приводит к разрушению резьбы. Наибольшее число аварий происходит с обсадными колоннами диаметром 219 мм и более. Обрыв труб по резьбовому соединению может произойти и вследствие приложения чрезмерных нагрузок, превышаю­щих пределы прочности соединения. Причиной выхода резьбы из сопряжения с резьбой муфты может быть неравнопрочность их соединения. Односторон­няя нарезка резьбы на отдельных трубах ослабляет проч­ность одной части трубы и усиливает прочность другой ее части. На участке трубы с ослабленной прочностью концент­рируются напряжения, вызывающие деформацию тела трубы (на участке резьбы) с последующим выходом из сопряжения резьбы. Труба при равномерной нарезке резьбы имеет оди­наковую толщину стенки. Несмотря на это, прочность резь­бового соединения ниже прочности тела трубы в среднем на 30-35 %. Эксцентричная нарезка резьбового соединения об­садных колонн снижает прочность и без того ослабленного участка трубы, что и является в ряде случаев причиной ава­рий. Вследствие нарушения технологии спуска обсадной ко­лонны отдельные трубы или целые секции их могут упасть в скважину. Например, при быстром спуске обсадная колонна становится на уступ, элеватор идет вниз, защелка его подни­мается, в результате элеватор открывается и колонна падает

в скважину. Выполнение сварочных работ на буровой (приварка муфт обсадных труб для укрепления резьбового соединения, при­варка фонарей и т.д.) несоответствующими электродами и быстрое охлаждение труб при опускании их в буровой рас­твор, приваривание труб из легированных сталей марки 36Г2С38ХНМ без соблюдения соответствующего специально­го режима и специально подобранных электродов, спуск обсадных колонн без промежуточных промывок, предусмот­ренных планом спуска колонны, также приводят к авари­ям.