ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЕДЕНИЯ БУРОВЫХ РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ МЕТОДОМ ННБ

THE GEOLOGICAL FACTOR AND TECHNOLOGICAL PECULIARITIES PLAY A CRUCIAL ROLE IN CONDUCTING DRILLING OPERATIONS DURING THE CONSTRUCTION OF UNDERWATER CROSSINGS FOR MAJOR OIL PIPELINES USING THE HDD METHOD

Nikita Zharkov

Student, department of “Pipeline transport”, FSBEI HE Samara State Technical University, Russia, Samara

Аннотация. В статье рассматриваются различные типы зон поглощения, связанные с геологическими условиями перехода, и их классификация при строительстве подводных переходов методом ННБ

Abstract. The article discusses various types of absorption zones associated with geological conditions during the construction of underwater crossings using the HDD method, and their classification.

Ключевые слова: переход через естественные преграды, ННБ, поглощения бурового раствора, осложнения при бурении, предотвращение осложнений

Keywords: Crossing natural obstacles, HDD (Horizontal Directional Drilling), absorption of drilling fluid, drilling complications, prevention of complications

Строительство подводных переходов магистральных нефтепроводов представляет собой существенные технические и экологические вызовы. Возможность преодоления водных преград с минимальным воздействием на окружающую среду является ключевым фактором для успешной реализации таких проектов. В этом контексте метод наклонно-направленного бурения (ННБ) является наиболее эффективным способом строительства перехода. Он позволяет прокладывать нефтепроводы под водой, минимизируя необходимость открытых работ и снижая экологические риски.

Для успешной реализации метода ННБ необходимо использовать специализированное буровое оборудование, которое обеспечивает следующие функции:

• проходку пилотной скважины и ее расширение в фактических грунтах;
• надежное протаскивание рабочего трубопровода в скважину.

Выбор буровой установки осуществляется с учетом максимального расчетного тягового усилия при протаскивании трубопровода с обеспечением высокого коэффициента безопасности.

Успешная проходка скважины при применении метода наклонно-направленного бурения (ННБ) при строительстве подводных переходов магистральных нефтепроводов зависит от нескольких важных условий: выбор бурового оборудования, оптимальный способ бурения и использование соответствующих буровых растворов, учитывающих геологические условия перехода.

Выбор установки с необходимой мощностью и возможностью выполнения требуемых операций, таких как проходка пилотной скважины и расширение ее диаметра в соответствии с фактическими геологическими условиями перехода, является ключевым фактором для успешной проходки скважины.

Оптимальный способ бурения также играет важную роль: выбор правильного угла и направления бурения, чтобы преодолеть водную преграду эффективным образом. Также может быть применено сочетание различных методов бурения, таких как роторное бурение и бурение с промывкой, в зависимости от особенностей грунта и геологических условий.

Буровые растворы и их компоненты являются неотъемлемой частью процесса бурения и должны быть выбраны с учетом геологических условий перехода. Различные составы растворов могут использоваться для обеспечения оптимальной смазки и охлаждения инструментов, улучшения проникновения и удаления выработанного материала, а также стабилизации стенок скважины.

Одним из наиболее серьезных осложнений, сопровождающих бурение скважин, является поглощение бурового раствора. Поглощение может происходить в различных зонах в зависимости от проницаемости и трещиноватости горных пород.

Классификация зон поглощения включает следующие типы по степени интенсивности представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Классификация зон поглощения при возникновении осложнений

В зависимости от строения поглощающих пластов зоны поглощения подразделяют на следующие типы:

1. несцементированные или высокопроницаемые;
2. с естественной трещиноватостью;
3. с искусственной трещиноватостью (возникшей при бурении);
4. кавернозные (со щелями и сообщающимися каналами).

Чаще всего приходится иметь дело с зонами поглощения первого и третьего типа. Особенностью этих зон является то, что, в отличие от зон с естественной трещиноватостью (для их раскрытия и возникновения поглощений достаточно, чтобы давление в скважине лишь немного превысило пластовое).

Наиболее трудно бороться с поглощениями при наличии естественных трещин, поскольку их раскрытие приводит к разрушению существующих в породе непроницаемых перемычек.

Понимание и учет различных зон поглощения бурового раствора важно для эффективного планирования и управления процессом бурения, так как поглощение может привести к проблемам с циркуляцией, потере оборудования и задержкам в работе.

При борьбе с поглощениями бурового раствора важно учитывать ряд типичных причин, которые могут привести к неудачам в процессе их устранения. Эти причины могут быть как прямыми, так и косвенными, и включают:

1. Неточное определение местонахождения зоны поглощения: неправильное определение местоположения зоны поглощения может привести к закачке изолирующего материала в неправильный интервал, что не решит проблему поглощения.
2. Несоответствие закупоривающих материалов: выбор неподходящих материалов для закупорки зоны поглощения по типу и интенсивности поглощения может привести к неэффективным результатам и неполной ликвидации проблемы.
3. Нежелание применять необходимую технологию: отказ от применения специальной технологии, необходимой при изоляции конкретного типа зоны поглощения, может привести к неудаче в борьбе с поглощениями.
4. Отсутствие документации: отсутствие документации о предыдущих случаях поглощений и примененных методах и материалах для их ликвидации может затруднить эффективное решение текущих проблем и повторить ошибки прошлых работ.

Считается, при корректной оценке геологических условий перехода при бурении около 50% всех случаев поглощений бурового раствора могут быть предотвращены. Это подчеркивает важность внимательного изучения геологических характеристик места бурения и их учета в процессе планирования и выполнения работ. Правильная оценка геологических условий позволяет выявить потенциальные зоны поглощений и принять необходимые меры для их предотвращения.