Gyakori keringéskimaradás és fúrólyuk-törés fúrás közben? Azonosította már a valódi okokat?
A fúrás alapvető művelet a geológiai kutatásban, a bányászatban, a cölöpalapozásban és más mérnöki területeken. A projektek azonban gyakran szembesülnek a fúrólyuk kitörésének és a „fúrás közbeni veszteségeknek” (gyors fúrófolyadék-veszteség) problémájával. Ez nemcsak nagy mennyiségű iszapveszteséghez és fúrólyuk összeomlásához vezet, hanem késlelteti az ütemterveket, növeli a költségeket, és veszélyeztetheti a fúrólyuk minőségét és a későbbi építési biztonságot. A terepi gyakorlat alapján ez a cikk elemzi a kieső áramlás kiváltó okait, és célzott ellenintézkedéseket javasol a hasonló projektek irányításához.
A kieső keringés fő okai A kieső keringést ritkán egyetlen tényező okozza; jellemzően a formáció körülményei és az üzemeltetési gyakorlat kölcsönhatásának eredménye. Az okok két fő kategóriába sorolhatók:
Geológiai tényezők – a formáció eredendő korlátai Maga a formáció az elsődleges hajlamosító tényező a cirkuláció elvesztésében. Amikor a fúrás bizonyos geológiai egységeket metsz, az iszapveszteség kockázata meredeken megnő:
Laza homokrétegek: A nagy szemcseközi porozitás és a gyenge cementálódás megkönnyíti a fúrófolyadék gyors szivárgását a pórusokon keresztül. A veszteségek különösen kifejezettek a finom homok és az iszapos rétegek esetében.
Repedt kőzettömegek: A karbonátok, gránitok és más, fejlett repedésekkel, repedésekkel vagy oldatüregekkel rendelkező kőzetek szabálytalan utakat tartalmaznak, amelyeken keresztül az iszap gyorsan kiszabadulhat, ami a „fúrás közbeni veszteségek” jelenségét okozza.
Egyéb kedvezőtlen egységek: A konglomerátumok, vetős és zúzott zónák laza, instabil szerkezettel rendelkeznek, amelyek nemcsak a folyadékveszteséget segítik elő, hanem növelik a fúrólyuk összeomlásának kockázatát is, ami tovább nehezíti az építést.
Üzemeltetési tényezők – szabályozható építési hatások Még kedvező geológiai körülmények között is a nem megfelelő üzemeltetés keringéskiesést okozhat. Két üzemeltetési kérdés a legkritikusabb:
Túlzott fúrási sebesség: A túl nagy forgási vagy behatolási sebességgel történő gyors előrehaladás a fúrólyuk falának intenzív zavarását okozza, tönkreteszi annak közeltéri stabilitását, repedéseket vagy lepattogzást okoz, és lehetővé teszi a fúrófolyadék kiáramlását.
Nem megfelelő fúrófolyadék tulajdonságok: A fúrófolyadék a fúrólyukat védő kulcsfontosságú akadály. Ha a viszkozitás túl alacsony, nem tud hatékony szűrőlepényt képezni; ha a sűrűség nem elegendő, nem tudja kiegyensúlyozni a tárolóedény nyomását. Mindkét állapot megakadályozza a pórusok és repedések hatékony lezárását, és veszteségekhez vezet.
Célzott ellenintézkedések A keringési problémák kezelése „először megelőzés, majd elhárítás” megközelítést igényel, amely rétegzett és fokozatos kezeléseket igényel, és a problémát a forrásánál kezeli.
A fúrófolyadék tulajdonságainak optimalizálása a fúrólyuk védelmének megerősítése érdekében A fúrófolyadék az első védelmi vonal a veszteség ellen. A folyadék összetételének módosítása jelentősen javíthatja a tömítést és a szerkezeti alátámasztást:
A viszkozitás és a sűrűség növelése: Bentonit, cellulózszármazékok, poliakrilamid és hasonló adalékanyagok hozzáadása a viszkozitás növelése érdekében, hogy a folyadék jobban tapadjon a fúrólyuk falához és szűrőlepényt képezzen; a sűrűség mérsékelten növelése a pórusok és repedések elleni nagyobb tömítőnyomás érdekében.
Célzott módosítás: Laza homokos zónákhoz adjunk hozzá rostos anyagokat, például fűrészport vagy rizshéjat a szuszpenziós és tömítőképesség javítása érdekében; repedezett zónákhoz adjunk hozzá gyorsan kötő adalékokat (cement, nátrium-szilikát), hogy a folyadék gyorsan gélesedhessen a repedésekben és tömítést képezhessen.
Helyezzen el tömítőanyagokat az aktív veszteségi pontok lezárására. Veszteség esetén azonnal helyezzen tömítőanyagokat a furatba a pórusok és repedések közvetlen kitöltésére, valamint a folyadék útjának elzárására:
Gyakori tömítőanyagok: agyag (bentonit), fűrészpor, cement, pamutrost, dióhéj stb. Az anyagokat a veszteség mértéke alapján kell kiválasztani. Kisebb veszteség esetén agyag vagy fűrészpor elegendő lehet; közepes veszteség esetén a cement-agyag keverék a cement keményedését használja ki a hosszú távú tömítés fokozása érdekében.
Elhelyezési módszer: Szakaszos elhelyezést és „fúrás és dugózás” technikát alkalmazzon – lassan adagolja az anyagokat a veszteségzónába, miközben fenntartja az iszapkeringést, hogy az anyagok a szivárgási útvonalakra jussanak, kitöltsék az üregeket, és stabil dugót képezzenek, amely megakadályozza a további veszteséget.
A fúrási paraméterek szabályozása a fúrólyuk zavarásának csökkentése érdekében A megfelelő üzemeltetési gyakorlat elengedhetetlen a fúrólyuk falának károsodásának minimalizálásával a cirkuláció csökkenése megelőzéséhez:
Csökkentse a befúródási sebességet: Csökkentse a forgási sebességet és az előtolási sebességet, különösen laza homok vagy repedezett rétegek átszelésekor; alkalmazzon „alacsony fordulatszám, kis előtolás” megközelítést a fúró falra gyakorolt hatásának csökkentése és a zavaró tényezők korlátozása érdekében.
Hagyjon időt a szűrőlepény kialakulására: A lassabb fúrás időt ad a folyadéknak arra, hogy egyenletes, sűrű szűrőlepényt rakjon le a fúrólyuk falára, ami tovább tömöríti a falat és lezárja a mikropórusokat a veszteség kockázatának csökkentése érdekében.
Súlyos veszteségek esetén újratöltés és újrafúrás Súlyos veszteségek esetén, ha a rutinszerű duguláselhárítás sikertelen – vagy nagymértékű fúrólyuk-omlás következik be – szükség lehet a réteg feltöltésére és az újrafúrásra:
A feltöltőanyagok kiválasztása: Előnyben részesítsük az agyagot, a cementhabarcsot vagy az agyag-cement keveréket. Az agyag olcsó és hatékony tömítés; a cementhabarcs megkeményedik, így nagy szilárdságú megerősítést biztosít a fúrólyuk falának.
Újratöltési és újrafúrási eljárás: Töltse fel a veszteségi intervallumot és a felette lévő margót a kiválasztott anyaggal, amíg az érintett szakasz fel nem töltődik. Hagyja az anyagot kellően kikeményedni (jellemzően 24–48 óra, az anyagtól és a formációs körülményektől függően) a stabil tömítés kialakításához, majd folytassa a fúrást. Újrafúráskor ismét optimalizálja a fúrófolyadékot és szabályozza a behatolást az újbóli előfordulás megelőzése érdekében.
Következtetés A fúrólyuk kitörése és a fúrás közbeni veszteségek gyakoriak, és mind a belső formációs körülményekből (laza homok, repedezett zónák), mind az ellenőrizhető tényezőkből (túlzott fúrási sebesség, rossz fúrófolyadék-teljesítmény) erednek. A kockázat hatékony kezelése érdekében végezzen építés előtti formációfelméréseket a veszteségre hajlamos zónák előrejelzésére; az építés során a veszteségeket a folyadéktulajdonságok optimalizálásával és a fúrási paraméterek szabályozásával előzze meg; és ha veszteségek történnek, alkalmazzon fokozatos választ, amely magában foglalja az eltömődést, az utántöltést és szükség esetén az újrafúrást. A „megelőzés az első, kármentesítés a második” gondolkodásmód alkalmazása és az intézkedéseknek a formációjellemzőkhöz és a terepi realitásokhoz való igazítása elengedhetetlen az elveszett keringéssel kapcsolatos problémák leküzdéséhez, a zökkenőmentes fúrási műveletek biztosításához, valamint az építési minőség és hatékonyság javításához.
