Лекция № 10,11. ТЕХНОЛОГИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН.
К капитальному ремонту скважин относятся сложные ремонтные ремонтные работы, для выполнения которых приходится привлекать более сложную технику, вплоть до использования бурильных установок. К капитальному ремонту, в частности, относятся следующие работы.
1. Ликвидация сложных аварий, связанных с обрывом штанг, труб, кабеля и образованием в скважине сальников.
2. Исправление нарушений в обсадных колоннах.
3. Изоляция пластовых вод.
4. Работы по вскрытию пласта и освоению скважин в связи с переходом на другой горизонт.
5. Забуривание второго ствола.
6. Разбуривание плотных соляно-песчаных пробок на забое.
7. Гидравлический разрыв пласта.
8. Солянокислотные обработки скважин.
9. Термическая обработка забоя скважин.
10. Установка временных колонн — «летучек», намывка и установка фильтров, ликвидация прихватов труб, пакеров и смятий обсадных колонн.
11. Операции по ликвидации скважин.
Капитальный ремонт выполняется бригадами специализированной службы, организуемой при объединениях (иногда и при НГДУ) и располагающей мощными и разнообразными техническими средствами и соответствующими специалистами (мастера по ловильным работам, по изоляционным работам, по ГРП или по кислотным обработкам и т. п.).
КРС делят на следующие основные виды работ:
— работы по ликвидации скважин
1.К ремонтно-изоляционным относятся работы по ликвидации прорыва в скважину посторонних вод, приток которых ликвидируют путем цементирования ствола скважины или введения в пласт реагентов, образующих при взаимодействии с пластовой водой водонепроницаемую зону.
2.К ремонтно-исправительным работам относят исправление смятий, сломов и трещин в колоннах при помощи оправочных долот, специальных оправок, специальных фрезеров и т.п.
3.К ловильнымотносят работы по извлечению оборвавшихся труб и упавшего инструмента. Для ликвидации таких аварий применяют разнообразные ловильные инструменты: колокола, труболовки, крючки, штопоры, удочки и т.п.
4. Работы по ликвидациискважин сводятся к возможному извлечению обсадных труб, последующему цементированию ствола, заливки его промывочной жидкости или засыпке глиной.
Капитальный ремонт скважин предполагает обследование и исследование скважин.
Обследование скважины — это работы по определению глубины забоя, состояния эксплуатационной колонны, местонахождения и состояния аварийного подземного оборудования и т.д.
Исследование скважин – комплекс работ по: установлению притока жидкости из пласта в скважину; определению места поступления воды, притока жидкостей и газов через нарушения в эксплуатационной колонне; отбору глубинных проб нефти; измерению давлений и температур по стволу скважины, глубины и колебаний уровней; контролю за техническим состоянием обсадной колонны и цементного кольца и др.
Рис. 8-Последовательность выполнения работ при КРС.
Основная литература: 1240, 417
Дополнительная литература: 134, 4367
Контрольные вопросы:
1. Что называют капитальным ремонтом?
2. Перечислите виды работ капитального ремонта.
3. На какие основные виды работ делят КРС?
4. Что называют обследованием и исследованием скважин?
Источник
Капитальный ремонт скважин
Капитальный ремонт скважин – комплекс работ, связанный с восстановлением ее работоспособности
Капитальный ремонт скважин (Workover)- повторное проникновение в законченную скважину для проведения очистных и восстановительных работ.
Комплекс работ КРС включает восстановление работоспособности эксплуатационных колонн, цементного кольца, призабойной зоны пласта, ликвидация аварий, спуск и подъем оборудования для раздельной эксплуатации и закачки.
Это последовательность работ, направленных на восстановление цементного кольца, обсадочных колон, призабойной зоны.
В зависимости от объема работ, их характера и степени сложности капитальные ремонты подразделяются на 2 категории сложности:
Ремонты при глубине скважины до 1500 метров
Ремонты в скважинах свыше 1500 метров
Ко 2 й категории также относят независимо от глубины скважины, все виды наиболее сложных и трудоемких работ, связанных с ликвидацией аварий и осложнений, исправлением смятий или заменой участков поврежденных обсадных колонн, проведением гидроразрыва пласта; работы в скважинах с сильными нефтегазопрявлениями; ремонты в наклонно-направленных скважинах; все виды ремонтно-изоляционных работ; все необходимые технологические неоднократные цементные заливки.
Единицей ремонтных работ является скважино-ремонт.
Это комплекс подготовительных, основных и заключительных работ, выполняемых на скважине от ее приема в ремонт до ввода в эксплуатацию.
Необходимость проведения работ по КРС основывается факторами:
Требованиями технологии рациональной разработки месторождения, залежи, пласта.
Возможностью получения дополнительной нефти при улучшении технико-экономических показателей.
Несоответствием конструкции скважины условиям эксплуатации и разработки месторождения.
Несоответствием дебета нефти, содержанием воды в продукции скважины и их изменений параметрам продуктивного пласта в нефтяных добывающих скважинах; приемистости, давления нагнетания в водонагнетаемых скважинах.
Возможностью повышения продуктивности скважин за счет увеличения проницаемости пласта в призабойной зоне.
Возникновением аварийных ситуаций, связанных со скважинным оборудованием, исследовательской аппаратурой и приборами.
Подготовка скважин к капитальному ремонту включает глушение скважину и закрытие устья.
Источник
ТЕХНОЛОГИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН
Глава V.
ТЕХНОЛОГИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН
Капитальный ремонт скважин — комплекс работ, связанный с восстановлением работоспособности обсадных колонн, цементного кольца, призабойной зоны, ликвидацией аварий, а также со спуском и подъемом оборудования для раздельной эксплуатации и закачки; пакеров-отсекателей, клапанов-отсе-кателей, газлифтного оборудования.
В зависимости от объема работ, их характера и степени сложности капитальные ремонты скважин подразделяются на две категории сложности:
1) ремонты при глубине скважины до 1500 м; 2) ремонты в скважинах глубиной более 1500 м.
Ко второй категории также относят независимо от глубины скважины все виды наиболее сложных и трудоемких работ, связанных с ликвидацией аварий и осложнений, исправлением смятий или заменой участков поврежденных обсадных колонн, проведением тидроразрыва пласта; работы в скважинах с сильными нефтегазопроявлениями; ремонты в наклонно-направленных скважинах; все виды ремонтно-изоляционных работ и работ по закачке изотопов в пласт; и технологически необходимые неоднократные цементные заливки.
Виды работ по капитальному ремонту скважин приведены в табл. V.I.
ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К РЕМОНТУ
Любому из видов ремонта (см. табл. V.1) предшествуют подготовительные работы.
Наземные сооружения, оборудование, инструменты и контрольно-измерительные приборы должны быть (проверены и приведены в соответствие с действующими требованиями, обеспечивающими безопасное проведение работ.
К началу капитального ремонта скважин база производственного обслуживания (БПО) по заказу промысла выполняет следующие подготовительные работы:
а) прокладывает водяную и световую линии, ремонтирует
подъездные пути, фундамент под ноги вышки или мачты и
Дготавливает площадку для трактора-подъемника или подъемной установки;
б) сооружает новые и ремонтирует имеющиеся вышки или
Мачты; проверяет состояние оттяжек у вышки или мачты и
меняет пришедшие в негодность; устанавливает оттяжной
ролик;
ответствии с существующими требованиями. Если на скважине смонтирован оттяжной ролик, то трактор-подъемник устанавливают на расстоянии, превышающем на 10 м высоту наземного сооружения. При работе без оттяжного ролика для предотвращения опрокидывания вышки или мачты трактор-подъемник устанавливают вплотную к рамному брусу так, чтобы исключить трение ходового конца талевого каната о фермы
В дневное время необходимо проводить работы по оснастке талевой системы; смонтировать промывочное оборудование; соединить шланг с промывочной линией через стояк, снабженный манометром; собрать машинные ключи и на специальных подвесках через блоки с противовесами отрегулировать для свободной работы ими. Верхний машинный ключ должен быть свободно подвешен, а нижний привязан канатом к ноге вышки или мачты.
Подготовка труб
Подготовка труб заключается в следующем.
Для перевозки труб на скважину используют специальный транспорт. При разгрузке и укладке их необходимо следить за тем, чтобы муфтовые концы были обращены к устью. Не допускается сбрасывать их, ударять друг о друга, перекатывать или волоком и т. д. Кроме того, с помощью рулетки измеряют длину свободного торца трубы до конца безрезьбовой ‘ее
При визуальном осмотре на скважине определяют состояние наружной поверхности трубы, муфты и их резьбовых частей. При подъеме с мостков для спуска в скважину трубы шабло-нируют. Если шаблон задерживается в трубе, то ее бракуют, делают красной краской .пометку
«брак» и относят в сторону.
Подготовленные трубы укладывают штабелями на стеллажи в порядке очередности их спуска в скважину, а между рядами помещают деревянные прокладки. Торцы муфт каждого ряда должны находиться на общей прямой линии, а последующие, вышележащие ряды — ступенчато отступать от каждого уложенного ряда на длину муфты. Резервные трубы укладывают отдельно.
При использовании труб разных диаметров и конструкций необходимо группировать их по типам и размерам. Рекомендуется переводник соединить заранее с муфтой последней трубы спускаемой секции.
Исследование скважин
Исследование скважины проводят с целью установления интенсивности притока жидкости из пласта через фильтр в зависимости от забойного давления, определения характера
притока жидкостей и газов через нарушения в эксплуатационной колонне и пройденных скважиной пластов (по каротажной характеристике), а также контроля технического состояния обсадной колонны и цементного кольца в заколонном и межколонном пространствах (радиоактивные методы исследования). j/ Скважины исследуют для:
выявления и выделения интервалов негерметичности обсадных колонн и цементного кольца за ними;
изучения гидродинамических и температурных условий ремонтируемого участка ствола;
контроля положения муфт обсадной колонны, интервалов перфорации, искусственного забоя, инструмента, спущенного для ремонтных операций, вспомогательных мостов, лзолирую-щих патрубков;
оценки качества промежуточных операций и ремонта в целом.
Перед началом ремонта необходимо остановить скважину, замерить затрубное рзат и межколонное рык давление на устье скважины. Затем открыть выкидную линию из межколонного пространства, уменьшить давление до атмосферного или (для ускорения операции) до некоторого значения р’мк, закрыть викидную линию из межколонного пространства и определить время восстановления Тв давления в этом пространстве от атмосферного или от р’мк до рмк. После этого следует заглушить скважину промывочной жидкостью, необходимой плотности и следить за изменением рмк. Продолжение межколонных газопроявлений укажет на наличие перетоков газа по негерметич-лому заколонному пространству.)/Если газопроявления прекратятся, то негерметичность колонны подтверждается однозначно.!
Местоположение каналов утечки флюидов определяют геофизическими и гидродинамическими методами. Данные исследования используют при подборе композиций тампонажных растворов, резко реагирующих на изменения температуры и для определения сроков проведения отдельных операций в процессе тампонирования скважин.
Тампонажные материалы
Цементы и другие вяжущие вещества, применяемые для тампонирования скважин, называются тампонажными материалами.
Тампонажный цемент — продукт, состоящий из смеси вяжущих веществ (портландцемента, шлака, извести, пластмасс и др.), минеральных (кварцевого песка, асбеста, глины, шлака и др.) или органических (отходов целлюлозного производства и др.) добавок, способствующих образованию после затворения водой или другой жидкостью раствора, затвердевающего в прочный цементный камень.
В зависимости от жидкости затворения различают следующие тампонажные растворы: водные, водно-эмульсионные (во-донефтяные), нефтецементные (дизельное топливо, предельный керосин, безводные нефти и др.), а по времени начала схватывания — быстро схватывающиеся со сроком схватывания менее 40 мин; ускоренно схватывающиеся (от 40 мин до 1 ч 20 мин), нормально схватывающиеся (от 1 ч 20 мин до 2 ч), медленно схватывающиеся (более 2 ч).
Для цементирования скважин лспользуют различные сорта тампонажного портландцемента, показатели которых определяются техническими условиями.
Тампонажные цементы должны обладать: замедленным началом схватывания; ускоренным началом твердения с соответствующей этому моменту высокой прочностью; низкой проницаемостью после схватывания и твердения; большой текучестью; высокой плотностью.
В зависимости от температуры испытания и условий применения различают три класса тампонажных цементов:
а) для «холодных» скважин (ХЦ) с температурой испыта
ния 22±2 ? С;
б) для «горячих скважин» (ГЦ) с температурой испыта
ния 75±3°С;
в) для глубоких высокотемпературных скважин (ВЦ), кото
рые в свою очередь подразделены на несколько групп (до 100,
120, 150, 170 и 200 °С).
Для цементирования скважин при температуре на забое до 40 °С применяют тампонажный цемент для «холодных» скважин, при температуре до 75 °С — тампонажный цемент для «горячих» скважин, при температуре выше 75°С — специальные цементы для сверхглубоких скважин.
Данные о сроках схватывания цементных растворов и прочности образцов цементного камня для «холодных» и «горячих» скважин приведены в табл. V.2.
Начало схватывания цементного раствора характеризуется потерей подвижности и загустеванием раствора. На схватывание цементного раствора в скважине влияет водо-цементное отношение, степень помола, присутствие и состав воды, нефти и газа, температура и давление.
Водоцементное отношение — отношение массового количества воды к массовому количеству сухого цемента (В: Ц). Для цементирования скважин применяют тампонажные растворы с водоцементным отношением от 0,4 до 0,5.
Извлечение упавших труб
Техника извлечения упавших в скважину труб заключается следующем. С помощью печати определяют местонахождение и состояние конца труб. Нарушения могут быть различными:
разрыв, смятие, вогнутость краев во внутрь и т. п. Так как при этом невозможно захватить трубы,ловильным инструментом как снаружи, так и изнутри, необходимо предварительно исправить конец трубы, а затем уже спускать инструмент. Нарушенный конец трубы, если он разорван и разворочен наружу, исправляют торцовыми или кольцевыми фрезерами. Если фрезер с направлением свободно проходит вниз (на 1—-3 м), то трубу захватывают инструментом и при небольшой натяжке отвинчивают ее. Больших нагрузок при натяжке давать не рекомендуется. Для исправления нарушенного конца трубы фрезером срезают ее разорванные концы, извлекают магнитными фрезерами-пауками и приступают к работе по исправлению нарушенного конца. После извлечения дефектной трубы остальные извлекают в обычном порядке.
Если же конец трубы не разорван, а вогнут внутрь и невозможно захватить его наружным ловильным инструментом, то следует обработать конец так, чтобы внутрь его можно было пропустить ловильный инструмент. Такие нарушения обычно исправляют конусным райбером.
При извлечении двух рядов труб может.случиться, что концы обоих рядов находятся на одном уровне или конец второго ряда несколько ниже (на 0,2—0,3 м) конца труб первого ряда. Если диаметр колонны 168 мм, а 114-мм трубы первого ряда оканчиваются муфтой, то невозможно захватить их ловильным инструментом ни внутри, ни за тело. Тогда поступают следующим образом:
1) отвинчивают и поднимают муфту 114-мм трубы, захваты
вают колоколом за резьбу трубы, отвинчивают и поднимают ее;
затем ловильным инструментом захватывают трубы второго ряда;
2) обследуют печатью состояние конца второго ряда труб
и при возможности захватывают их труболовкой, отвинчивают
и поднимают, если это не удается, то дают натяжку и обрывают
часть трубы, чтобы обнажить конец первого ряда 114-мм труб,
захватить их ловильным инструментом и извлечь.
Иногда трубы не удается отсоединить вследствие сильной их искривленности и невозможности вращения. Тогда прибегают к расхаживанию и если этим не получают положительного результата, то применяют гидравлический домкрат.
Иногда во время падения трубы, врезаясь одна в другую, разрезаются на отдельные ленты. В некоторых случаях эти ленты облегают внешней стороной стенки колонны и, оставаясь прижатыми к ним, не препятствуют прохождению вниз ловиль-ных инструментов. Большей же частью они сильно осложняют производство ловильных работ. Тогда во время обследованш печатью часто получают такие же отпечатки, как и при сломе колонны.
Ленты труб извлекают фрезерованием ч (иногда длительно время) с помощью торцовых фрезеров, захватывая «•; колок лами или магнитными фрезерзмл.
Извлечение упавших в скважину насосных труб и штанг. Прихваченные или упавшие насосные трубы и штанги извлекают так же, как и один ряд НКХ Так как во время падения труб со штанговым насосом сравнительно сильного удара о забой не происходит, при таких авариях происходит гораздо меньше случаев искривления труб и порчи их концов.
Скважинный штанговый насос обычно извлекают вместе с трубами, но иногда и отдельно. Поэтому для выбора типа ло-вильного инструмента следует точно знать, какой типоразмер насоса был спущен.
При извлечении штанговых насосов, прихваченных песчаной пробкой, промывают скважину для удаления пробки вокруг насоса, а затем захватывают его ловильным инструментом.
При падении насосных труб со штангами (если штанги не ломаются и не располагаются в скважине рядом с трубами, а остаются внутри них), ловильные работы не представляют особых трудностей. Если штанги в результате обрыва ломаются, искривляются, располагаются рядом с насосными трубами или конец их оказывается выше конца труб, то ловильные работы становятся более сложными и принимают затяжной характер. Насосные штанги легко гнутся и поэтому при создании на их конец нагрузки могут скручиваться в скважине, в результате в ряде случаев образуется клубок изогнутых штанг. В таком случае при их извлечении часто образуется плотный металлический сальник, который приходится вырезать частями торцовыми или кольцевыми фрезерами.
Во избежание обрыва пойманных штанг и повторного их падения, поднимать бурильные трубы следует замедленно, без резких толчков и рывков.
Вскрытие окна в колонне
Для вскрытия окна в колонне, через которое в последующем предполагается забурить второй ствол, применяют комплект трех фрезеров-райберов типа ФРС. Райберы имеют форму усеченного конуса с продольными зубьями, усиленными пластинами из твердого сплава, приваренные стержневым чугуном.
В целях ускорения процесса вскрытия окна в колонне вместо комплекта трех фрезеров-райберов типа ФРС применяют комбинированный райбер, райбер-фрезер типа РПМ и другие, обеспечивающие за один рейс полное вскрытие окна в колонне.
Комбинированный райбер (рис. V.11) состоит из трех секций, соединенных между собой. Секции имеют различные диаметры (Dt, D2 и £>з) и длины (/ь li и /3) и по мере сра-ботки могут быть заменены.
Первая нижняя секция 1\ — основная рабочая, наклонена к оси райбера под углом «ь равным 8°. Она начинает протирать колонну с момента соприкосновения его с верхним концом отклонителя. Вторая секция /2 с углом наклона а2=1°30′ расширяет окно, протертое первой секцией. Третья секция, имеющая
цилиндрическую форму, предусмотрена для обработки стенки окна.
Все боковые поверхности секций райбера армированы пластинками из твердого сплава. Угол встречи зуба с колонной в момент резания составляет 10°. Колонна протирается не одновременно всей поверхностью зуба райбера, а по мере углубления, что облегчает условия работы райбера и бурильной колонны. Торцовая часть райбера также усилена пластинками из высокопрочного твердого сплава.
Для циркуляции промывочной жидкости в процессе вскрытия окна в секциях имеются боковые отверстия, расположенные в Шахматном порядке. Конструкция райбера — разборная.
Райбер-фрезер типа РПМ (рис. V.12) предназначен Для вскрытия окна в колоннах диаметром 146—273 мм. На цилиндрической и конической поверхностях корпуса прорезаны пазы и запрессованы каскады режущих зубьев. В корпусе
предусмотрены промывочные отверстия для выхода циркуляции.
При вскрытии окна комплектом из трех фрезеров-райберов работы производят последовательно, начиная с райбера № \г имеющего наименьший размер, при нагрузке 20—30 кН и частоте вращения 40—60 об/мин. По мере углубления райбера частоту вращения увеличивают до 50—70 об/мин при той же осевой нагрузке. После вскрытия окна длиной 1,4—1,6 м от конца отклонителя, т. е. когда нижний конец райбера уже выходит из соприкосновения с колонной, частоту вращения ротора доводят до 80—90 об/мин, а осевую нагрузку снижают до 10—15 кН.
Райбером № 2 при нагрузке 10—15 кН разрабатывают и расширяют интервал, пройденный райбером № 1, по всей длине отклонителя. Райбером № 3 обрабатывают стенки окна и обеспечивают выход в породу при осевой нагрузке до 10 кН и частоте вращения ротора 80—90 об/мин.
«Окно» считается полностью вскрытым и обработанным, когда райбер № 3 без вращения инструмента свободно проходит в него, при этом диаметр райбера сохраняется в пределах не менее 142 мм. В противном случае рекомендуется обработать окно еще одним райбером диаметром 143 мм.
При использовании комбинированного райбера и райберов типа РПМ осевую нагрузку рекомендуется поддерживать в пределах 15—30 кН при частоте вращения ротора 60—90 об/мин.
Вскрытие окна производят, не превышая заданной осевой нагрузки. Большие осевые нагрузки на райбер приводят к преждевременному выходу его за колонну, и окно получается укороченным. Это создает условия для возникновения и концентрации переменных по величине и по знаку ‘напряжений в теле бурильных труб, что приводит к довольно быстрому появлению усталости металла и, как следствие, — к поломке бурильных труб в утолщенной части. Кроме того, затрудняется пропуск долота за колонну и оно, как правило, останавливается в окне в результате образования «мертвого» пространства — необработанной стенки колонны, возвышающейся над нижним окончанием среза отклоняющего клина. Обработать эту выступающую часть стенки райберами практически невозможно и в некоторых случаях приходится вновь спускать отклонитель, и повторять работы по вскрытию нового окна.
Во избежание этого над райбером для создания жесткости устанавливают утяжеленные бурильные трубы соответствующих размеров. Для вскрытия окна в скважинах с двумя-четырьмя клапанными и винтовыми колоннами диаметром 168 мм и более требуется длительное время и повторная проработка окна райберами разных номеров. Для облегчения и ускорения этого .процесса целесообразно уменьшить число рядов обсадных колонн в интервале окна отвинчиванием или торпедированием. Но вначале необходимо определить длину свободной части колонны При большой разнице в диаметрах колонн окно во внутренней
 |
колонне прорезается на всю длину скоса клина отклонителя, а затем в зависимости от соосности и длины просвета необходимо начать продольную прорезку в значительном интервале последующих колонн до выхода райбера в грунт. В этих случаях окно рекомендуется вскрывать удлиненными райберами, снижая осевую нагрузку на них.
ВНИИБТ разработал и внедрил новую технику и технологию зарезки и бурения второго ствола, сущность которых заключается в следующем.
С помощью универсального вырезающего устройства (УВУ), которое исключает применение отклонителей и райберов, полностью вырезают часть обсадной колонны длиной 5—6м в намеченном интервале зарезки. Затем с помощью двухшарнирного турбинного отклонителя ОТ2Ш-127 и винтового забойного двигателя Д-127, согласно проектному профилю, бурят второй ствол с заданным отклонением.
Универсальное вырезающее устройство (рис. V.13) предназначено для полного удаления части эксплуатационных колонн диаметром 168—219 мм.
Поршень 2, имеющий отверстия для прохода промывочной жидкости, снабжен металлокерамическими насадками и уплот-нительными манжетами. Возвратная пружина 4 служит для возврата поршня 2 и толкателя 5 в исходное положение. Резцы 7 —съемные, располагаются в прорезях корпуса / и удерживаются толкателем, пальцами и опорным кольцом. Прореза-ние стенки обсадной трубы осуществляется ‘прорезными резцами, армированными твердым сплавом, а торцевание тела трубы—торцующими резцами, снабженными заменяемыми твердосплавными вставками.
Промывочная жидкость, ‘Проходя через отверстия в поршне создает перепад давления, под действием которого толкатель выдвигает резцы из корпуса. При этом резцы поворачиваются относительно съемного опорного кольца, которым воспринимается реактивная сила от осевой нагрузки при торцевании трубы ращение устройства осуществляется ротором.
Проверку внедрения резцов в тело обсадной трубы в начальный период прорезания окна необходимо производить без нагрузки в течение 10—15 мин. Дальнейшее прорезание колонны осуществляют постепенным увеличением осевой нагрузки до
5—10 кН при расходе жидкости 10—12 дм*. По мере сработки резцов торцевание колонны производят увеличением осевой нагрузки от минимальной до 50 кН при том же расходе. Для замены резцов устройство поднимают на поверхность после резкого падения механической скорости фрезерования тела трубы.
После вскрытия в ‘эксплуатационной колонне приступают к процессу бурения второго ствола.
Режимы бурения
Режим бурения характеризуется следующими параметрами: осевой нагрузкой на долото; частотой вращения долота; расходом промывочной жидкости и ее качеством; временем пребывания долота на забое.
Различают оптимальный и специальный режимы бурения.
Оптимальным называют режим, установленный с учетом геологического разреза и максимального использования имеющихся технических средств для получения высоких количественных и качественных показателей при минимальной стоимости 1 м проходки.
Специальным называют режим, установленный для за-буривания второго ствола и последующего бурения в осложненных условиях, при обвалах, высоком пластовом давлении, поглощениях жидкости, изменении направления оси скважины, отборе керна и др.
Передавать осевую нагрузку на долото за счет массы нижней секции колонны бурильных труб нерационально, так как в этом случае секция будет подвергаться напряжениям на сжатие, изгиб и кручение. Это приводит к поломкам бурильной колонны и искривлению ствола скважины. Поэтому в нижней части бурильной колонны устанавливают утяжеленный низ. В процессе бурения осевая нагрузка на долото не должна превышать 0,75 массы утяжеленного низа.
Заданная нагрузка ,на долото контролируется гидравлическим индикатором массы. Осевая нагрузка в процессе забури-вания второго ствола должна быть равномерной при скорости проходки 3—4 м/ч.
Частота вращения долота должна быть в пределах 40— 60 об/мин. На таком режиме второй ствол следует забуривать не менее чем на 5—6 м. Если в этом интервале долото работало нормально, бурение можно вести на оптимальном режиме.
После спуска очередного долота при нагрузке 15—30 кН прорабатывают интервал 10—15 м от забоя. В течение нескольких минут поддерживают пониженную нагрузку для того, чтобы опоры долота приработались, а затем увеличивают ее до требуемого значения, согласно указаниям геолого-технического наряда, и поддерживают постоянной.
Окончательно осевую нагрузку бурильщик должен выбирать сам, добиваясь наибольшей механической скорости проходки.
Успешное бурение второго ствола до проектной глубины ис последующие работы во многом зависят от качества и количества промывочной жидкости, подаваемой на забой, т. е. от скорости восходящего потока в затрубном пространстве.
Борьба с обвалами
Обвалы чаще всего происходят в результате применения при бурении второго ствола некачественных буровых растворов. Признаки обвалов в скважине:
1) значительное повышение давления на выкиде буровых
насосов;
2) резкое повышение вязкости бурового раствора;
3) вынос раствором на дневную поверхность большого коли
чества частиц обваливающихся пород;
4) при спуске инструмент не доходит до забоя;
5) затяжки инструмента в процессе его подъема.
Основные мероприятия по борьбе с обвалами:
1) .применение бурового раствора, исключающего обвалы;
2) сокращение до минимума непроизводительных простоев и
поддержание необходимого в условиях ожидаемых рбвалов ре
жима бурения;
3) обеспечение необходимой скорости восходящего потока в
затрубном пространстве.
Разобщение пластов
После окончания бурения второго ствола и проведения электрометрических работ приступают к работам по разобщению пластов, сущность которых заключается в креплении стенок скважины обсадными трубами и последующем их цементировании для предохранения от обвалов и изоляции пластов.
Работы, выполняемые для спуска эксплуатационной колонны или хвостовика, подразделяются на четыре этапа: подготовка бурового оборудования и инструмента; подготовка обсадных труб; подготовка ствола скважины; спуск колонны.
Подготовка бурового оборудования и инструмента. Перед спуском эксплуатационной колонны тщательно проверяют подъемное оборудование и инструмент. Вышку (мачту) осматривают, проверяя болтовые соединения в узлах, поясах, диагоналях. Вышка должна быть строго вертикальной, так как небольшой перекос ее вызовет большие затруднения при спуске колонны. Необходимо также проверить исправность подъемного механизма (лебедки, трактора-подъемника), силовых двигателей, прочность их крепления, состояние | отдельных узлов. Особое внимание при этом следует уделять тормозной и талевой системам и талевому канату. В случае необходимости талевый канат ‘следует заменить. Затем необходимо проверить насосы и манифольдную линию; наличие и исправность элеваторов, круговых ключей, шаблонов и слайдера.
Подготовка обсадных труб. Обсадные трубы* пред-! назначенные для спуска в скважину, необходимо заблаговременно доставить на скважину и внимательно осмотреть под ру-• ководством мастера по капитальному ремонту скважин.
Трубу укладывают на приемном мосту, каждую нумеруют и замеряют ее длину. Резьбу труб и муфт тщательно очищают
щеткой, промывают керосином и проверяют калибром. Дефектные трубы отбраковывают при осмотре, а также в процессе свинчивания их во время спуска. Если в процессе навинчивания ручным способом труба на 5—6 ниток не довинчивается, то ее необходимо заменить. Трубу также заменяют, если она свободно завинчивается вручную до конца резьбы. Для замены отбракованных труб на скважине необходимо иметь их запас (5% от длины спускаемой колонны).
Одновременно с обсадными трубами на скважину доставляют элементы низа обсадной колонны, обеспечивающие ее успешный спуск и цементирование.
Конструкция низа эксплуатационной колонны состоит из. башмачной направляющей пробки, башмака, башмачного патрубка, обратного клапана, упорного кольца и скребков. Рекомендуется для успешной эксплуатации горизонта с низким пластовым давлением с целью предотвращения цементации пор и. облегчения условий освоения скважины эксплуатационную колонну спускать с готовым фильтром. В этом случае конструкция низа колонны должна состоять из башмачной направляющей пробки, башмака, фильтра необходимой длины, удлиненной воронкообразной муфты с прямым клапаном, короткого заливочного патрубка, эластичной брезентовой воронки, обратного клапана и упорного кольца.
При спуске хвостовика конструкция низа аналогична описанной выше с той лишь разницей, что в процессе цементирования без использования заливочных пробок упорное кольцо не устанавливают и последнюю обсадную трубу спускают с воронкой.
Подготовка ствола к спуску колонны. Для успешного спуска эксплуатационной колонны ствол скважины от окна до забоя расширяют (прорабатывают) гидравлическим расширителем или эксцентричным долотом с таким расчетом, чтобы диаметр ствола не менее чем на 15—20% был больше диаметра муфт колонны труб, подлежащих спуску. Скорость проработки ствола не должна превышать 12—15 м/ч; подача инструмента должна быть равномерной, осевая нагрузка на долото—на 20—30% меньше, чем в .процессе бурения при максимальной подаче насосов. Качество бурового раствора должно отвечать требованиям геолого-технического наряда. После проработки скважину промывают в течение времени, необходимом для замены одного или двух объемов жидкости в ней.
Для крепления второго ствола спускают сплошную колонну или хвостовик.
Сплошную колонну спускают в пробуренный ствол в том случае, когда колонна, в которой проводили работы, деформирована выше вскрытого окна или имеет большой диаметр. При этом необходимо следить за соблюдением очередности спуска обсадных труб ‘и за показаниями гидравлического индикатора массы.
При понижении нагрузки на крюке следует ствол скважины промыть до восстановления нагрузки, затем продолжать спуск. Первую нижнюю трубу пропускают через окно с промывкой. Кроме того, промывать скважину необходимо в интервалах, предусмотренных планом спуска колонны. Проверка доведения колонны до забоя достигается допуском труб с промывкой скважины. При этом нагрузка не должна превышать 20—40 кН.
Хвостовик спускают на бурильных трубах со специаль-
ным переводником, имеющим левую резьбу. Конец хвостовика
должен располагаться в эксплуатационной колонне на 15—
20 м выше вскрытого окна. Верхнюю часть его оборудуют ворон
кой, наибольший диаметр которой должен быть на 10—12 мм
меньше внутреннего диаметра колонны, в которой производи
лась зарезка. Нижнюю трубу пропускают через окно с промыв
кой скважины. При спуске последующих обсадных или буриль
ных труб их заполняют буровым раствором. После окончания
спуска труб навинчивают ведущую бурильную трубу, восстанав-ливают циркуляцию и проверяют состояние забоя промывкой.
Цементирование колонны
Цементирование обсадной колонны —одна из самых ответст-
венных операций, от успешности которой зависит дальнейшая
нормальная эксплуатация скважины.
Способ цементирования выбирают в зависимости от вида колонны, спущенной в пробуренный ствол (сплошной или хвосто-
Одноступенчатое цементирование. После окончания спуска сплошной эксплуатационной колонны в процессе
подготовки скважины к цементированию колонну обсадных труб периодически расхаживают и непрерывно промывают сква-
жипу для предотвращения прихвата колонны. Башмак ее устанавливают на 1—2 м выше забоя, устье оборудуют цементировочной головкой и закачивают расчетный объем цементного раствора.
Прокачав расчетное количество цементного раствора, отвин-
чивают стопорные болты на цементировочной голоэке*и закачивают расчетное количество продавочного бурового раствора.
Как только заливочная пробка дойдет до упорного кольца
«стоп», наблюдается резкий подъем давления, так называемый
удар. На этом процесс цементирования заканчивается. Краны на головке закрывают, и скважину оставляют в покое на срок, необходимый для твердения цементного раствора.
При цементировании неглубоких скважин с небольшим подъ-
емом раствора за колонной в качестве продавочной жидкости применяют обычную воду.
Цементирование хвостовика. После промывки ствола скважины на устье ее устанавливают цементировочную
головку, в которую вставляют верхнюю секцию разделительной
заливочной пробки. Закачивают расчетное количество цементного раствора, который продавливают буровым раствором или водой. Когда будет продавлен в объеме, равном внутреннему объему бурильных труб, верхняя секция пробки войдет в нижнюю и перекроет отверстия кольца. При этом давление в бурильных трубах резко возрастет. Шпильки, удерживающие нижнюю секцию в переводнике, срезаются, и обе секции как одно целое перемещаются вниз по хвостовику до резкого подъема давления. После этого колонну необходимо посадить на забой и путем вращения инструмента по часовой стрелке освободить бурильные трубы с переводником от хвостовика и вымыть излишек цементного раствора. Через 16—20 ч электротермометром следует определить высоту подъема цемента за колонной, оборудовать устье скважины (в случае спуска сплошной колонны), испытать колонну на герметичность и перфорировать в интервале продуктивного пласта.
Заключительный этап процесса восстановления скважины методом зарезки и бурения второго ствола — испытание эксплуатационной колонны на герметичность, перфорирование отверстий против продуктивного горизонта и освоение скважины (вызов притока нефти или газа из пласта).
ЛИКВИДАЦИЯ СКВАЖИН [ЛС]
Скважины, дальнейшее использование которых признано нецелесообразным, подлежат ликвидации. Причины ликвидации могут быть следующие.
1. Сложная авария и доказанная техническая невозможность
ее устранения, а также невозможность использования скважины
для других целей, например: в качестве наблюдательной, нагне
тательной, пьезометрической и т. д.
2. Отсутствие нефтенасыщенных горизонтов, вскрытых дан
ной скважиной, и невозможность ее использования для других
целей (углубление, переход, использование в качестве погло
щающей для закачки сточных вод и т. д.).
3. Полное обводнение законтурной водой и отсутствие в ее
разрезе объектов для перехода.
4. Расположение скважины в застроенных ‘.и занятых зонах
(предприятия, жилые массивы, водохранилища и т. д.) или в
зонах стихийных бедствий (землетрясения, оползни и т. д.).
Материалы по ликвидации скважин оформляют в соответствии с существующими положениями и согласуют с органами государственного горно-технияескэго надзора.
В процессе ликвидации скважины извлекают подземное оборудование и максимально возможное число обсадных труб, изолируют вскрытые пласты и устанавливают ipenep. Объем и характер работ зависят от их назначения, конструкции и состояв* ствола. Работы по ликвидации новых скважин, в которые спу-
щеньт только технические колонны (без эксплуатационной), заключаются в следующем.
В непродуктивных интервалах в данной скважине устанавливают цементные мосты высотой, равной толщине пласта плюс .20 м выше кровли и ниже подошвы. Над кровлей верхнего пласта цементный мост устанавливают на высоту не менее 50 м. Ствол заполняют буровым раствором, позволяющим создать давление на забой, превышающее пластовое.
Если в разрезе не обнаружены напорные минерализованные или сероводородные воды, то допускается извлечение технических колонн, при этом в башмаке последней остающейся колонны устанавливают цементный мост высотой не менее 50 м.
Устье ликвидируемой скважины оборудуют репером следующим образом. При оставленной технической колонне на сплюснутой сверху трубе диаметром 73 мм на глубину не менее 2 м опускают деревянную пробку и заливают скважину до устья цементным раствором. Над устьем сооружают бетонную тумбу размером 1,0×1,0x1,0 м. Высота репера над этой тумбой долж-. на быть не менее 0,5 м.
При извлеченной технической колонне репер устанавливают в кондукторе или шахтовом направлении, а затем сооружают тумбу размером 1,0X1,0X1,0 м.
Ликвидацию скважин после их опробования при спущенной эксплуатационной колонне производят так же, как описано выше. Обсадные колонны в этом случае извлекают, если залежь чисто нефтяная и отсутствуют напорные минерализованные .пластовые воды, загрязняющие верхние пресные воды.
Если невозможно извлечь обсадные колонны, то устье закрывают глухим фланцем с вваренным патрубком и вентилем или заглушкой, после чего устанавливают репер.
Ликвидационные работы в эксплуатационных скважинах в связи с полным истощением продуктивных пластов и их обводнением, а также в нагнетательных и наблюдательных скважинах, которые в дальнейшем не могут быть использованы для других целей, производят так же, как было описано.
Работы в скважинах, подлежащих ликвидации ‘вследствие технических причин или некачественной проводки и аварий, проводят по специальным прое
Источник