Комбинированная (жесткая) компоновка.

 Удваивание толщины стенки утяжеленной трубы увеличивает ее жесткость в 8 раз. Чтобы сохранить угол наклона ствола скважины, бурильщик может использовать комбина­цию толстостенных утяжеленных труб по возможности большого диаметра и стабилизаторов для минимизации или ограничения искривления, т.е. компоновки, ограничивающие как эффект маятника, так и эффект опоры. Такие компоновки называют комбинированными, или жесткими компо­новками (ðèñ. 10.8).

Компоновка с забойным двигателем. Забойные двигатели могу ис­пользоваться не только для изменения угла и направления ствола, но также для бурения прямых интервалов (вертикальных или наклонных) направ­ленной скважины.

Когда забойный двигатель применяют для сохранения угла, ребра ло­пастного стабилизатора могут быть приварены на нижнюю часть его кор­пуса, а стабилизатор установлен сразу над ним. Для ограничения трения и передачи осевой нагрузки на долото бурильную колонну иногда медленно вращают, чтобы бурение велось в прямом, уже созданном направлении. В этом случае ни кривой корпус забойного двигателя, ни кривой переводник не используются.

Особые проблемы в направленном бурении. Бурить направленные скважины труднее, чем вертикальные. Почти все обычные операции при бурении усложняются, когда скважины бурят под углом. При подъеме и спуске бурильной колонны требуется большая мощность, необходимо большее усилие на роторе для преодоления силы трения; буровой раствор и гидравлическая система требуют более внимательного отношения; при­хваты труб и поломки оборудования становятся более типичными, обсад­ные колонны труднее спускать и цементировать.

Желоб в резком перегибе ствола скважины. Многие проблемы могут быть исключены благодаря особому вниманию к интенсивности набора кривизны.

В идеале угол наклона должен увеличиваться или уменьшаться посте­пенно: обычно 6°/100 м; максимально в безопасном пределе до 15°/100 м. Однако изменение угла наклона от 6 до 15° автоматически нельзя считать безопасным. Темп изменения угла наклона должен соблюдаться на всем искривляемом интервале. Если 1° угла искривления добавляется каждые 10 м и при этом не изменяется азимут ствола, вероятно, не будет проблемы при следующем долблении.

Создание желобов в резко искривленных интервалах ствола скважины является серьезным осложнением.

Когда анализируются инклинометрические данные, должны быть уч­тены как вертикальные, так и горизонтальные изменения траектории ство­ла. Если набор кривизны произведен плавно от 8 до 12°/25 м, то темп на­бора угла составляет 1,7°/10 м. Но если в это же время азимутальное на­правление скважины изменено на 25°, то желобообразующий фактор ста­новится равным почти 2,5°/10 м (или более 20°/100 м), а ствол имеет вид спирали или штопора.

В верхней части сильно искривленных скважин могут образоваться желоба в форме замочной скважины (рис. 10.9). Вес бурильной колонны под сильно искривленным участком ствола создает боковое усилие со сто­роны труб на стенку скважины, в результате чего в этом месте вырабаты­вается желоб небольшого диаметра, через который трудно проходит инст­румент и утяжеленные бурильные трубы. Когда бурильная колонна подни­мается или спускается, ее может заклинить в этой замочной скважине, и для извлечения потребуется провести длительные дорогостоящие операции. Если ствол скважины обсажен, то колонна может быть протерта, пока бу­дет буриться нижняя часть ствола. По этим причинам безопаснее набирать кривизну быстро в нижних интервалах ствола, чем в верхних.

Влияние геологических факторов. Иногда проходимые породы имеют тенденцию отклонять долото. Управление его направлением становится бо-

Рис. 10.9. Образование желоба в виде замочной скважины

лее трудным при бурении через слои­стые породы, которые залегают не го­ризонтально.

Поперечное сечение желоба

Когда угол падения пород (угол между плоскостью напластования и горизонтальной плоскостью) меньше 45°, долото стремится отклониться в сторону восстания пласта или принять положение, перпендикулярное напла­стованию. Если угол падения больше 45°, то долото имеет тенденцию бурить вниз по падению пласта, или стремится принять положение, параллельное на­пластованию. Иногда скважину плани­руют бурить, используя эти тенденции долота. В других случаях для предот­вращения влияния пород необходимо использовать жесткие забойные ком­поновки.

Долото также имеет тенденцию отклоняться горизонтально параллель­но наклонному напластованию из-за разной прочности проходимых пород. Этот эффект называют «блужданием». Даже там, где напластование горизон­тальное, вращаемое вправо долото имеет тенденцию двигаться вправо в искривленной скважине («уход» до­лота) .

«Блуждание» и «уход» долота труднее контролировать, чем измене­ния вертикального направления, пото­му что они не могут быть скорректи­рованы простым изменением вращения или нагружения забойной компоновки. Если жесткая компоновка не обеспечивает контроль за «блуждани­ем» или «уходом» долота, обычно тре­буется отклоняющий инструмент. В большинстве случаев, однако, буриль­щик может предвидеть влияние геологических факторов или «уход» долота и компенсировать это проводкой скважины, например, в точке начала ис­кривления выбрать направление, которое отличается от показанного на плане (обычно влево) и использовать «уход» долота для проводки ствола к цели.