2. Особенности техники бурения скважин малого диаметра

Уменьшение диаметра скважин соответственно уменьшает диаметры породоразрушающего инструмента, забойного двигателя, стабилизирующих и отклоняющих приспособлений, колонны бурильных труб и обсадных труб и т.д. Влияние уменьшения диаметра этих элементов техники бурения на качество, точность и технико-экономические показатели проводки скважин малых диаметров не одинаково. Изменение одних факторов способствует улучшению указанных показателей проводки скважин, а изменение других факторов – снижению этих показателей.

2.1. Буровые долота

Стойкость и эффективность работы долот зависят от их конструктивных особенностей, параметров режима бурения и физико-механических свойств проходимых пород.

При бурении шарошечными долотами время работы на забое предопределяется или стойкостью опоры, или стойкостью вооружения. Практика бурения показывает, что в породах мягкой и средней твердости преждевременному износу подвергается опора долота, а в твердых породах, наоборот – вооружение долота.

С уменьшением диаметра шарошечных долот их стойкость и проходка на долото падают. Это является следствием снижения коэффициента работоспособности подшипников опоры и объема вооружения шарошек в результате уменьшения их геометрических размеров.

Снижение проходки на долото особенно отрицательно сказывается в процессе работы с отклонителем, так как, помимо роста расхода долот и количества спуско-подъемных операций, увеличивается также объем работ, связанных с ориентированием отклонителей. Для полной или частичной компенсации этого отрицательного явления необходимо при бурении наклонных скважин малого диаметра увеличить интенсивность искривления ствола. Однако достижение этой цели затрудняется тем, что с уменьшением диаметра шарошечных долот их боковая фрезерующая способность, предопределяемая величиной завеса шарошек снижается. Вместе с тем уменьшение завеса шарошек является положительным при бурении интервалов с применением прямой трубы, так как снижается интенсивность падения угла искривления и изменения азимута скважины.

С уменьшением диаметра алмазных и лопастных долот эффективность их работы возрастает. Это обусловлено тем, что в процессе работы долотами скалывающего и режущего типа путь резания при одинаковых скоростях вращения уменьшается пропорционально диаметру.

Практика применения одношарошечных долот уменьшенных диаметров показывает, что они способствуют значительному улучшению показателей бурения (по сравнению с трехшарошечными долотами). Эти долота обладают также сравнительно высокой боковой фрезерующей способностью. Широкое применение безопорных и одношарошечных долот существенно ускорит переход к бурению наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров.

2.2 Забойные двигатели

При бурении нефтяных и газовых скважин применяются забойные двигатели, диаметр которых изменяется от 240 до 104,5 мм, а длина от 26110 до 2345 мм.

С уменьшением диаметра двигателя его энергетическое параметры, вес и жесткость снижаются, а перепад давления на турбине и число оборотов вала возрастают. Для компенсации ухудшения энергетической характеристики, вследствие уменьшения диаметра, турбобуры уменьшенных и малых диаметров применяют в основном в двух- и трехсекционном исполнении. Рост перепада давления на турбине вынуждает сократить расход промывочной жидкости при работе турбобурами малых диаметров. Рост числа оборотов турбобуров с уменьшением их диаметра снижает стойкость трехшарошечных долот.

2.3 Бурильные трубы и УБТ

Уменьшение диаметра бурильных труб, утяжеленных бурильных труб (УБТ), утяжеленных бурильных труб сбалансированных (УБТС), сверхутяжеленных бурильных труб (СУБТ), приводит к резкому росту гидравлических потерь, снижению их веса и жесткости. Вследствие роста гидравлических потерь приходится сокращать расход промывочной жидкости. Снижение веса бурильной колонны ускоряет спуско-подъемные операции.

Снижение жесткости УБТ, УБТС и СУБТ с уменьшением их диаметров улучшает проходимость по искривленному стволу, позволяет повысить допустимое приращение искривления скважин уменьшенных и малых диаметров. Вместе с тем, это повышает возможность потери устойчивости низа бурильной колонны и самопроизвольного искривления скважины при бурении вертикального ствола. Увеличивается угол закручивания бурильной колонны от действия реактивного момента забойного двигателя.