Промывка скважины при капитальном ремонте скважин

Способы промывки нефтяной скважины

Впервые промывка нефтяных скважин при бурении была осуществлена более 100 лет назад, при разработке нефтяного месторождения близ города Грозный. В качестве промывочной жидкости в то время использовали обыкновенную воду. В настоящее время эта технологическая операция является одной из основных при роторном способе бурения.

Что такое промывка нефтяной скважины

Основной задачей циркуляции промывочной жидкости в процессе бурения является удаление остатков разбуренных пород, во избежание дополнительного износа породоразрушающего оборудования. Эффективность очистки забоя зависит как от скорости прохождения промывочного раствора, так и от его рабочих характеристик. Именно поэтому промывочная жидкость подготавливается по установленным рецептурам и при приготовлении обязательно учитываются как геологические (тип породы, пластовое давление, температура пластов, наличие пластовых вод и т.п.), так и технологические факторы нефтяной скважины (глубина, диаметр).

Попутно при промывке нефтяной скважины осуществляется

• передача гидравлической энергии от насоса на турбо- или электробур, долото, винтовой забойный двигатель;
• охлаждение, смазка и антикоррозийная защита долота, при прохождении промывочной жидкости через отверстия бура. Окислительное разрушение металлических частей оборудования происходит вследствие воздействия на него кислорода, растворенного в промывочном растворе, сероводорода и солей горных пород. Антикоррозийный свойства рабочему буровому раствору придаются добавлением в него ингибиторов.
• промывка нефтяных скважин при бурении позволяет снизить размер абразивного износа в процессе бурения, при своевременном и правильном очищении буровой жидкости от твердых частиц шлама;
• облегчение процесса бурения, за счет кинетической энергии жидкости при выходе из бурового долота и снижение коэффициента трения. Особенно действенно это проявляется при работе на рыхлых грунтах;
• создание давления на скважинный ствол для предупреждения ГНВП (газонефтеводопроявлений) и обрушивания стенок скважины при проведении работ в неустойчивых породах;
• во время остановки насосов (в аварийной ситуации) временное поддержание взвешенного состояния шламовых частиц. Для этого буровому раствору путем добавок придаются тиксотропные свойства, позволяющие трансформироваться из золя в гель;
• предупреждение технологических сложностей в процессе бурения, в том числе дифференциального прихвата буровой колонны;
• укрепление стволового канала нефтяной скважины во время работы на слабых и трещиноватых породах, путем создания усиленной глиняной корки;
• сохранение продуктивности пласта в прискважинной зоне.

Прямой и обратный способы промывки нефтяной скважины

Существуют прямой, обратный и комбинированный способы промывки нефтяной скважины при бурении. Способ прямой циркуляции предусматривает спуск в скважину насосно-компрессорных труб. Буровой насос высокого давления нагнетает раствор, который проходит по ведущей колонне. Поток жидкости для промывки захватывает частицы шлама и выносит их на поверхность, двигаясь в обратном направлении по кольцевому каналу между стенкой скважины и бурильной установкой. Отработанный раствор многоступенчато очищается, для чего последовательно направляется на:

• предварительную механическую грубую очистки (блок вибросит);
• систему гидроциклонов, где под воздействием центробежной силы твердые шламовые частицы отделяются от бурового раствора. Очистка гидроциклона производится через нижний клапан, соединяющийся со шламовым амбаром ;
• пескоотделители. На этом оборудовании рабочий раствор полностью очищается от частиц ила и песка и может быть вновь использован для промывки нефтяной скважины при бурении.

Достоинством прямого метода промывки является увеличение скорости прохождения скважины . Этот эффект достигается благодаря расклинивающему воздействию потока рабочей жидкости, благодаря чему снижается механическая прочность горных пород. Кроме того, при бурении в слабых грунтах, можно подобрать специальный состав жидкости для промывки, который будет обеспечивать закрепление стенок нефтяной скважины.

Недостатком метода является появление песчаных пробок в процессе бурения из-за теплового воздействия на залежи. В результате перед наращиванием труб тратится дополнительное время на промывку нефтяной скважины «до чистых вод». Немаловажно и то, что способ прямой циркуляции требует большого количества рабочей жидкости, особенно при бурении долотом максимального диаметра.

В целом, благодаря технологической простоте и эффективности, прямой способ промывки нефтяной скважины получил наибольшее распространение в бурении.

Способ обратной промывки используется в случае аварийных ситуаций, при малой мощности бурового оборудования, а также при увеличенном диаметре шахты. Этот метод предусматривает спуск буровой жидкости в шахту по межкольцевому пространству забоя, вдоль стволовых стенок и ее дальнейшую подачу в отверстия долота. Подъем рабочей жидкости происходит по внутреннему каналу буровых труб. По технологии в устье шахты герметично устанавливают промывочную головку с сальником. При обратной промывке нефтяной скважины достигается более интенсивный вынос крупных частиц шлама, а также появляется возможность поднятия керна без остановки процесса бурения.

Среди основных пороков обратного метода промывки нефтяной скважины при бурении следует, прежде всего, отметить разрушение стенок при работе на мягких породах и частые аварийные ситуации из-за разрыва горизонтальных пластов. Кроме того, керн при воздействии на его торцевую часть потоков промывочной жидкости, частично разрушается во время его подъема на поверхность, из-за чего объем его добычи сокращается.

Комбинированный способ промывки скважины

Комбинированный способ промывки возможно использовать только при наличии специального оборудования с эрлифтом и тремя каналами, по которым отдельно происходит

• подача раствора для промывки нефтяной скважины в процессе бурения;
• поднятие пульпы;
• подача сжатого воздуха для работы эрлифта.

При этом поступление промывочной жидкости до колонковой трубы происходит аналогично прямому способу, а ниже нее — обратному. При осуществлении совмещенной промывки обратным каналом может служить опережающая скважина минимального диаметра, в забое которой оседают более крупные частицы. Основная же часть шлама выносится на поверхность эрлифтом. Комбинированная циркуляция позволяет досконально произвести очистку забоя от шламовых остатков и получить максимально возможный выход керна высокого качества. Однако этот способ достаточно сложен технологически, из-за чего используется достаточно редко.

Отдельно следует рассмотреть способ призабойной циркуляции бурового раствора. Его применяют в случае проведения бурения с осложнением в виде сильнопоглощающих пластов. Осуществляют призабойную (местную) промывку нефтяной скважины, используя погружные насосы или плунжерный пульсатор. Шлам в этих случаях собирается в шламоуловителях, которые могут размещаться как внутри буровой колонны, так и на поверхности.

Промывка нефтяной скважины: видеоинструктаж

Источник

Особенности текущего и капитального ремонта скважин

Практика использования скважин в качестве источника автономного водоснабжения широко распространена в пределах нашей страны. Обустройство скважины достаточно затратно, однако в процессе эксплуатации она полностью себя окупает, при этом качество воды с артезианского источника и жидкости, подающейся по коммунальному водопроводу, несравнимо.

В процессе использования источника возникает необходимость осуществлять текущий и капитальный ремонт скважин, о которых мы поговорим в данной статье. В публикации рассмотрены разновидности ремонтных работ, приведен обзор требуемого оборудования и даны рекомендации по восстановлению скважин своими руками.

1 Причины ремонта и способы их диагностики

С любой скважиной — на песок либо на известняк (артезианской), в процессе эксплуатации случаются практически идентичные неисправности. В зависимости от типа источника отличается лишь его долговечность и, как следствие, интенсивность протекания определенных деструктивных процессов.

Так, эксплуатационный ресурс глубинных артезианских скважин может достигать 50 лет, а источники пробуренные на песчаный водоносный горизонт служат в лучшем случае 10 лет. Такая разница объясняется заиливаем, которое и является основной причиной выхода скважин из строя.

Под заиливанием подразумевается попадание в перфорации фильтрующего участка обсадной трубы грунта, который забивает отверстия и не дает воде поступать внутрь колонны. Источник на песок заиливается гораздо быстрее, чем артезианская скважина, фильтрационная секция которой расположена в пласте твердого известняка.

Грязная вода из заилившейся скважины

Помимо заиливания причины ремонта могут быть следующие:

• изменение уровня водоносных горизонтов, из-за которых в источнику пропадает вода, что приводит к необходимости углубления скважины;
• поломка и деформация отдельных участков обсадной колонны из-за давления грунтовых масс;
• обрыв глубинных насосов.

Также не стоит сбрасывать со счетов возможные ошибки, допущенные при проектировании и бурении источника. Основными факторами, свидетельствующими о необходимости выполнять обслуживание либо ремонт, являются снижение уровня воды, ее мутность и наличие в составе сторонних примесей.

Чтобы выявить конкретные причины неисправности в идеале нужно выполнять диагностику скважины. Данная услуга предоставляется профильными организациями, при этом ее стоимость достаточно большая — цены начинаются от 10 тыс. рублей и зависят от глубины водозаборной конструкции. Диагностика включает проведение гидродинамических испытаний источника и геофизический анализ близлежащей территории.

Забитый отложениями участок обсадной трубы

Однако существует более доступный вариант диагностики с применением зонда — видеокамеры, опускаемой внутрь обсадной колонны, которая выводит картинку на монитор и позволяет определить целостность обсадных труб, герметичность колонны и увидеть состояний фильтрующей секции.

Как при эксплуатации скважин на воду, так и при использовании добывающих нефтяных и газовых шурфов, могут проводиться 2 вида восстановительных работ — текущий и капительный ремонт скважин. Рассмотрим каждый из них подробнее.
к меню ↑

1.1 Текущий ремонт скважин

В зависимости от восстанавливаемого участка текущий ремонт скважин может быть подземным либо наземным. Наземные ремонтные работы ориентированы на исправление дефектов оборудования и насосных агрегатов, расположенных в устье скважины, восстановление трубопроводов, регулирующей аппаратуры, гидроаккумуляторов.

Подземный ремонт направлен на работу с оборудованием, размещенным внутри обсадной колонны, помимо этого он включает ряд мероприятий по восстановлению целостности самой обсадной трубы, повышению дебита источника либо его дополнительное разбуривание с целью перехода на более глубокий водоносный слой. В группу текущих ремонтных работ также входит продувка скважины и чистка ее фильтра от заиливания, однако данные мероприятия можно в равной степени классифицировать как аварийные.

Текущий ремонт скважин своими руками всегда состоит из следующих этапов:

• к источнику доставляется необходимое оборудование;
• выполняется подготовка скважины к ремонту;
• проводятся чистка обсадной колонны и ликвидация небольших повреждений, по мере необходимости — замена износившегося оборудования;
• используемые для ремонта агрегаты демонтируются и подготавливаются к обратной транспортировке.

Желонка для очистки скважины

Чистка источника от ила в простейшем варианте выполняется с помощью желонки, представляющей собой металлическую трубу длиной 1-2 м, на нижнем торце которой расположено входное отверстие, перекрытое шаровым затвором. Желонка на тросе опускается внутрь обсадной колонны и внутрь трубы попадет песок скопившийся в фильтре песок, далее затвор перекрывает нижний торец трубы и конструкция поднимается на поверхность, очищается и процесс выполняется повторно.

Если очистка желонкой не принесла результатов и поступление воды не восстановилось, что возможно в случае плотного закупоривания перфораций фильтра песком, необходима продувка скважины. Для продувки потребуется приобрести специальное оборудование — эрлифт (компрессор), способный осуществлять подачу воздуха под давлением 10-15 атмосфер.

Суть метода заключается в том, что внутрь обсадной колонны опускается шланг, через который эрлифт закачивает воздух, при этом устье колонны перекрывается герметичной крышкой. Повышение давления приводит к тому, что поток воздуха очищает фильтрационную секцию, выдавливая все загрязнения из ее перфораций.

Схема промывки скважины

Однако реанимация непродуктивных скважин с помощью продувки имеет ряд ограничений. Она может выполняться только для источников на песок, глубина которых не превышает 40 метров — ремонт артезианских скважин производится с помощью промывки (методы отличаются лишь тем, что при промывке под высоким давлением подается вода). Также продувка может привести к повреждению фильтра скважины, который является неремонтопригодным. В таком случае потребуется бурение нового источника.

Приспособление для изъятия шлангов и тросов

Отдельно отметим аварийные ситуации, возникающие по причине обрыва погружных насосов и другого оборудования. Для извлечения сторонних предметов используется специальная подъемная техника. Если упавшая конструкция металлическая — применяются магнитные подъемники, при падении шлангов, тросов и прочих гибких изделий — специальные паукообразные захваты.

Серьезную проблему может представлять обрыв оборудования в артезианские скважины, глубина которых может превышать 100 метров. В таком случае извлечение выполняется с помощью ловильного инструмента укомплектованного камерами, выводящими картинку из колонны на экран оператора.
к меню ↑

1.2 Технология капитального ремонта скважин на воду (видео)

2 Капитальный ремонт скважин

В перечень мероприятий, выполняемых при капитальном ремонте, входят исключительно подземные работы. Капитальный ремонт скважин, как правило, связан с восстановлением дебита источника в случаях, когда чистка его фильтрационной секции не принесла требуемых результатов.

Реанимация скважин в таком случае возможна за счет поршневания и обустройства вокруг фильтра цементного моста, отделяющего обсадную колонну от окружающего ее песка. Непосредственно ремонтные работы могут быть связаны с восстановлением разгерметезированной обсадной колонны, в которую через трещины попадают всевозможные загрязнения. Заделка повреждений выполняется посредством цементации затрубного пространства.

В случаях, когда отсутствие воды в источнике связано с понижением уровня водоносной слоя, практикуется углубление скважины, для которого необходимо привлечение бурового оборудования. Секция обсадной колонны, смонтированная после углубления, всегда уже ее основной части, так как дополнительную часть трубы опускается на забой внутри старой колонны.

Учитывайте, что капитальный ремонт скважины может требовать привлечения серьезных материальных затрат, но при этом никаких 100% гарантий на восстановление источником работоспособности вам не даст ни один подрядчик. Поэтому в некоторых случаях будет рациональным бурение на участке новой скважины.

Источник