4. Analiza aktualnej techniki i technologii rdzeniowania otworów geologiczno-
4.5. Komplikacje i awarie wiertnicze występujące podczas realizacji projektu
Podczas realizacji projektu w latach 2011 – 2012 nie wystąpiły żadne awarie wiertnicze rozumiane jako: „przestoje w procesie wiercenia do czasu usunięcia występującej w otworze przeszkody, uniemożliwiającej kontynuowanie prac (np. urwanie przewodu, pozostawienie narzędzia w otworze)”.
Wystąpiły natomiast liczne komplikacje wiertnicze, będące następstwem warunków geologicznych. Komplikacja wiertnicza jest to taki stan prac, przy zaistnieniu którego następuje utrudnienie i zakłócenie harmonogramu wykonywanych prac, przy czym wiercenie/rdzeniowanie może być kontynuowane przy zmniejszonej prędkości lub też czasowo zatrzymane (zaniki płuczki, przerabianie otworu, likwidacja erupcji). Główne komplikacje wiertnicze napotkane podczas prac na obszarze niecki grodzieckiej to:
1) Niskie uzyski rdzenia.
2) Przychwycenia i „zaciąganie” podczas operacji wyciągowych. 3) Skrócone marsze (klinowanie rdzenia).
4) Zaniki płuczki wiertniczej.
Niższe niż zakładane w kontrakcie uzyski rdzenia (poniżej 80 % lub 90 % w strefie złożowej) występowały głównie w cechsztynie górnym i środkowym.
Przyczyny oraz szczegółowe zestawienie uzysków w poszczególnych wydzieleniach stratygraficznych i marszach przedstawione są w rozdziale 6.
W przypadku kilku otworów wystąpił problem z „zaciąganiem” podczas wyciągania zestawu wiertniczego oraz przychwycenie przewodu w otworze W-I/4. Były to stosunkowo niegroźne komplikacje związane z pęcznieniem iłów oraz niedostatecznym wydatkiem pompy płuczkowej, niegwarantującym prawidłowego wynoszenia zwierci. W przypadku tym występowało niebezpieczeństwo przychwycenia aparatu rdzeniowego podczas operacji wyciągania oraz konieczność przerabiania przewężonych odcinków podczas zapuszczania.
Krótsze niż zaplanowane marsze wynikały ze zjawiska klinowania się rdzenia w rurze wewnętrznej. Główną przyczyną były warunki geologiczne i tektoniczne. Z jednej strony spękania górotworu oraz zjawiska krasowe, z drugiej na przemian
występujące po sobie utwory o różnych parametrach geomechanicznych powodowały zwiększenie siły tarcia na płaszczyźnie rdzeń – rura wewnętrzna wymuszając skrócenie danego marszu. Natomiast większa liczba krótkich marszy wydłużała czas prac oraz zwiększała koszty.
Obok trudności technicznych związanych z uzyskiem rdzenia, zaciąganiem i skróconymi marszami, napotkano na komplikacje związane z zanikami płuczki
wiertniczej. Powodowały one wzrost kosztów wykonania otworów z tytułu, dodatkowych
środków niezbędnych do likwidacji zaników, wydłużenia prac wiertniczych, a także
licznych komplikacji i przestojów urządzeń. Zestawienie zaników płuczki dla poszczególnych otworów zawiera tab. 4.4.
Tab.4.4. Zestawienie zaników płuczki wiertniczej podczas prac w latach 2011-2012 r.
LP Nazwa otworu Interwał Zanik łącznie [m3] Uwagi 1 W-III/2 Pstry piaskowiec 404
Cechsztyn środkowy – korki cementowe, rdzeniowanie na zaniku
płuczki Cechsztyn górny Cechsztyn środkowy 2 W-VII/4W Kreda górna 666,8
Cechsztyn środkowy – korki cementowe, brak cyrkulacji na
powierzchnię. Pstry piaskowiec
Cechsztyn środkowy
3 W-V/3 Cechsztyn górny 458,3
Cechsztyn środkowy – korki cementowe, brak cyrkulacji na
powierzchnię. Cechsztyn środkowy
4 W-IX/6W Trias – ret 567
Cechsztyn środkowy – korki cementowe, brak cyrkulacji na
powierzchnię. Cechsztyn środkowy
5 W-V/1 Cechsztyn środkowy 67
6 W-VII/6 Kreda górna 128,5
Pstry piaskowiec
7 W-V/4
Kreda górna
618 Zlepieniec graniczy – brak cyrkulacji na powierzchnię. Cechsztyn środkowy Pstry piaskowiec 8 W-III/4W Kreda górna 956
Cechsztyn środkowy – korki cementowe, brak cyrkulacji na
powierzchnię. Pstyry piaskowiec
Cechsztyn środkowy
9 W-I/4 Kreda górna 49,5
Cechsztyn środkowy
Na obszarze synkliny grodzieckiej zaniki płuczki wiertniczej występują zazwyczaj w utworach węglanowych (kreda i cechsztyn) oraz w czerwonym spągowcu. Wynikają one z zaburzeń tektonicznych (spękania, uskoki) oraz ze zjawisk krasowych.
Metody likwidacji zaników opracowywano indywidualnie dla każdego
przypadku na podstawie aktualnych warunków geologiczno – technicznych. W przypadku niewielkich zaników w pierwszej kolejność obniżano ciężar płuczki
wiertniczej, w celu zmniejszenie ciśnienia hydrostatycznego w otworze. Kolejnym etapem było wtłaczanie „pasty” o podwyższonej lepkości z różnego rodzaju blokatorami, przy czym ich granulacja uzależniona była od konstrukcji aparatu rdzeniowego.
Jeżeli zastosowanie blokatora o maksymalnej granulacji nie pomagało, wyciągano aparat rdzeniowy z otworu i zapuszczano „goły” przewód lub świder bez dysz, przez który wtłaczano blokatory (węglanowe o różnej granulacji , ścinki foliowe, trociny, materiały pęczniejące). W trakcie ekstremalnych zaników oraz braku efektów
zastosowania poprzednich metod, przystępowano do wykonania korków cementowych o przyspieszonym czasie wiązania, z dodatkiem blokatorów i materiałów pęczniejących.
Jeżeli żadna z powyższych metod nie przynosiła rezultatu, prowadzono dalsze rdzeniowanie na zaniku płuczki do momentu, w którym można było posadowić dodatkową kolumnę rur i skutecznie ją zacementować. W ekstremalnych przypadkach, rdzeniowano bez wypływu płuczki na powierzchnię, przy maksymalnych mechanicznych parametrach rdzeniowania (warunkujących pionowość otworu), w celu jak najszybszego przewiercenia danego interwału.
4.6. Podsumowanie analizy techniki i technologii prowadzonych prac wiertniczych na obszarze synkliny grodzieckiej.
Urządzenia wiertnicze, aparaty rdzeniowe i koronki wykorzystane podczas
realizacji prac na obszarze synkliny grodzieckiej są powszechnie stosowane w wierceniach geologiczno - poszukiwawczych. Standardowe aparaty rdzeniowe
dwusekcyjne z regulowaną głowicą łącznika bezpieczeństwa i koronki rdzeniowe typu PDC były z powodzeniem stosowane w podobnym projekcie na obszarze monokliny przedsudeckiej. Są to narzędzia uniwersalne i sprawdzają się one zarówno w formacjach miękkich jak i średnio twardych, występujących na przemian.
Ze względu na minimalizację ryzyka utraty rdzenia i idące za tym konsekwencje stosowano niekonwencjonalną technologię wiercenia w strefie złożowej. Polegała ona na redukcji niebezpieczeństwa erozyjnego niszczenia rdzenia poprzez ograniczenie strumienia objętości tłoczonej płuczki do minimum oraz redukcję parametrów mechanicznych i szybką reakcję na objawy klinowania. Ponadto pomijano płukanie otworu po odwierceniu zakładanego odcinka.
Głównymi utrudnieniami związanym z realizacją projektu były zaniki płuczki wiertniczej. Występowały one głównie w utworach węglanowych cechsztynu oraz czerwonym spągowcu. Związane były z zaburzeniami tektonicznymi obszaru oraz zjawiskami krasowymi. Standardowa procedura likwidacji zaników polegała na
obniżeniu ciężaru płuczki wiertniczej oraz wtłoczeniu "pasty" z blokatorami. W przypadkach ekstremalnych wykonywano korki cementowe o przyspieszonym czasie
wiązania z dodatkiem blokatorów lub kontynuowano rdzeniowanie z zanikiem płuczki, czasem bez cyrkulacji na powierzchnię.
Mimo iż, zastosowana technika i technologia sprawdzały się w warunkach geologicznych synkliny grodzieckiej, wymagają one pewnych ulepszeń i optymalizacji pod względem uzysku rdzenia i jego jakości.