Подземный ремонт нефтяных и газовых скважин

    Продолжительность ремонта:                                        93, бр/час.

Краткое описание работ:

      20.01.2009г. – Произведен переезд  и расстановка оборудования;

                                 - Начато глушение.

      21.01.2009г. – Произведен монтаж оборудования;

                                  - Начат подъём НКТ с УЭЦН.

            22.012009г.  – Произведён спуск «пера» на 73 НКТ на глубину 2300 м;

                                  - Произведена промывка песочной  пробки на глубине 2300-2350 м.

  23.01.2009г. – Произведён подъём пера с глубины 2350 м;

                                  - Произведён спуск колонны НКТ с ШГН.

      24.01.2009г.  – Запуск скважины.  

    Начальник ЦРС – 2                                                                         Э.В. Дашиев

    Начальник ЦДН –3                                                                         А.В. Семисоров

    Геолог  ЦРС                                                                                      И.Ю. Ложников

    Геолог  ЦДНГ – 7                                                                             Е.О. Цехмейструк

    Мастер  ЦРС – 2                                                                                Ч.Ц. Барадиев

    Мастер  ЦДНГ – 7                                                                             В.В. Нечаев 
 
 

2. СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВОПРОС: «Бурение бокового ствола»

    В процессе ремонтных работ в нефтяных и газовых скважинах из-за нарушения  технологических процессов происходят аварии, связанные с прихватом  и обрывом либо  колонн подъёмных  труб, либо технологических колонн. В рассматриваемой скважине произошёл  прихват колонны насосно-компрессорных  труб с последующим обрывом на глубине 1400 метров. В результате различных  обследований был сделан вывод о  невозможности ликвидации данной аварии, что послужило причиной бурения  бокового ствола.

    Рациональная  область применения боковых стволов:

• бездействующие скважины в результате сложной аварии с подземным оборудованием;
• скважины с дефектами в эксплуатационной колонне (слом, смятие или смещение), не поддающимися исправлению;
• выбывшие из эксплуатации вследствие нарушения призабойной зоны, восстановить которую неизвестным способом невозможно;
• скважины, в которых при опробовании произошли прорывы высоконапорных подошвенных вод, неподдающихся изоляции;
• расположение на участках, где по условиям, состоянию разработки пласта и экологическим соображениям бурить новые скважины нецелесообразно.

    Рассмотрим  более подробно технологию бурения  бокового ствола скважины.

    Перед спуском отклонителя после шаблонировки ствола скважины колонну необходимо обследовать печатью. Затем опускают направление (шаблон), чтобы установить возможность спуска отклонителя. После  этого с помощью локатора муфт или гидрорасширителя определяют местонахождение  двух или трех муфт обсадной колонны, между которыми будет вскрыто  «окно».

    После определения места в эксплуатационной колонне (с учетом горных пород) для  прорезания окна следует установить цементный мост, который служит опорой для установки клина-отклонителя. Цементный мост высотой 7  м ( подбуривается 2 м цементного моста) устанавливается  на голову аварийной колонны на 3 м ниже места вырезки окна.

       На  основании вышесказанного глубина, на которой будет вырезано «окно», равно 1392 м.

       Для вырезки окна в обсадной колонне  и бурения второго ствола устанавливается  клин-отклонитель, который обеспечивает угол наклона от оси основного  ствола и проход через окно долота соответствующего диаметра. Причем устанавливается клин ОТЗ-115 (Основные параметры представлены в табл. №9) без ориентации по азимуту с опорой на мост путем зацепления его плашек со стенками обсадной колонны. Перед спуском клина скрепируется интервал его установки, скважина промывается. 

    Таблица 14    

    Техническая характеристика отклонителей типа ОТЗ

Условный  диаметр колонны обсадных Параметры труб, мм   127 146 1 2 3 Шифр  отклонителя ОТЗ-115 ОТЗ-134 Усилие  среза, кН:     — специальных винтов, крепящих     плашки  в корпусе 30 40 — специального винта, препятству-     ющего взаимному перемещению     клина-отклонителя  и узла опоры 40 60 — болтов для соединения клина-     отклонителя и спускного клина 50 80 Угол  наклона отклоняющего клина,     градус 2,5 2,5 Наибольший  диаметр при утоплен-     ных плашках, мм Длина со спускным клином, мм Масса со спускным клином, кг 115 5865 315 134 6100 416

 

       После промывки отклонитель со скоростью 0,15 м/с (при наблюдении за показаниями  индикатора веса) спускают в скважину на бурильных трубах с опорой специального патрубка на пробку-мост. При подходе к месту установки отклонителя скорость спуска узла раскрепления замедляют и уточняют глубину забоя посадкой отклонителя с усилием 10-20 кН. При создании осевой нагрузки весом инструмента в 40 кН винты срезаются, плашки под весом инструмента выходят из окон плашкодержателя, сопрягаясь с внутренней стенкой эксплуатационной колонны, закрепляют отклонитель в скважине. Далее клин прижимается противоположной стороной желоба к внутренней стенке колонны. При повышении инструментом осевой нагрузки до 80 кН срезаются болты, скрепляющие спускной клин с отклонителем. Спускной клин поднимается, что говорит об окончательном закреплении клина.

       Конфигурация  и размеры «окна» должны обеспечивать свободное прохождение инструмента, приборов, применяемых при бурении вторых стволов. Обычно высота «окна» колеблется от 1,6 до 2 м.

       После выбора и уточнения конструкции  скважины подбирается режущий инструмент-райбер для вырезки «окна» в конце  обсадных труб диаметром Док. В табл. №10 приведены рекомендуемые диаметры отверстий окна (Докн), райбера, долота (Др, Ддол) и спускаемой колонны-хвостовика (Дх) для зарезки второго ствола в зависимости от условного диаметра обсадной колонны первого ствола скважины. 
 
 
 
 

Таблица 15 

Рекомендуемые диаметры окна, райбера, долота и хвостовика в  зависимости от диаметра обсадной колонны

Док	Докн	Др	Ддол	Дх
140	100	100	97	76
146	121	121	118	89
168	143	143	141	114

 

       Вырезка «окон» осуществляется комплектом номерных райберов (рис.14). Первичное вскрытие «окна» обеспечивает райбер №1, который  имеет наименьшие размеры. Причем, если проходка на райбер будет меньше длины  клина, исключается замена райбера  №1 на райбер №2. Промежуточная обработка  «окна» проводится с помощью райбера  №2, а окончательная: райбером №3. Для  каждого вида райберов необходимо соблюдать  определенный режим работы для получения  «окна» с правильными размерами. «Окно» считается полностью вскрытым и обработанным при свободном  прохождении без вращения  райбера  №3. Далее производится подбуривание прямого участка длиной 10 м долотом. После прорезания «окна» рассчитанной длины скважина промывается от накопленного металла.

    

Рисунок 7. Фрезеры-райберы: райбер №1, райбер №2, райбер №3 

       Далее производится ориентированное бурение (рис. 15) на набор угла (Ө=15°), бурение  участка стабилизации (Ө=10°)  и  ориентированное бурение на снижение зенитного угла (Ө=8,5°). В результате вышесказанного происходит вскрытие продуктивного  пласта. Причем используется следующая  КНБК: сбивной и обратный клапан, малогабаритная телесистема Super Slim, винтовой забойный двигатель ДРУ-121, который обеспечивает необходимое изменение зенитного угла и долото СЗ-ГАУ 118.

     В каждой скважине, восстанавливаемой  методом зарезки и бурения второго ствола, производится комплекс геофизических исследований для определения глубины залегания, мощности вновь вскрываемых и продуктивных горизонтов, а также установления водоносных горизонтов. В открытом стволе проводится комплекс работ электрокаротажа и снятие инклинограммы второго ствола. Однако бывают случаи, когда проведение комплекса электрометрических работ затрудняется невозможностью пропуска во второй ствол скважины геофизической аппаратуры через вскрытое «окно». Это препятствует своевременному осуществлению электрометрических работ, приводит к значительному увеличению сроков заканчивания скважин, так как приходится многократно прорабатывать «окно» райберами. Кроме этого, увеличивается расход глинистого раствора и возникают осложнения в незакрепленном обсадной колонной стволе скважины.

     После геофизических исследований в открытом стволе проводим сборку на устье хвостовика, в нижней части которого устанавливается  стоп-кольцо. Затем на бурильных  трубах хвостовик опускается в открытый ствол до забоя, скважина промывается.

   

     Рис. 8 Вертикальная проекция обсаженного и зацементированного бокового ствола исследуемой скважины 

     Производятся  расчеты необходимого объема цементного раствора по формуле :

                                                                                                          (53)

где Д_внi –диаметр скважины, м;

Дх - наружный диаметр хвостовика, м;

L – длина хвостовика, м. 

Т. к. водоцементное  отношение равно 0,5, то объем воды и цемента равны 1,6 и 0,8 м³. 
 
 

Далее производится крепление хвостовика, который закрепляется на 100 м выше «окна» с помощью ПХЦЗ (рис. 16). Для  этого устье обвязывается универсальной  цементировочной головкой типа ГЦУ (рис. 17), предназначенной для создания герметичного соединения обсадной колонны  с нагнетательными линиями цементировочных  агрегатов, для зарядки нижней разделительной пробки в колонну, для размещения верхней разделительной пробки при  цементировании. Универсальность этих головок состоит в том, что  они позволяют цементировать  обсадные колонны, подвешенные на крюке  с одновременным их расхаживанием. Закачивается буферная жидкость в объеме 4 м3 (верхнюю пробку держат стопора). После спуска нижней пробки, необходимой  для предотвращения смешивания буферной жидкости с цементным раствором, закачивается последний рассчитанного  объема (см. выше). При этом освобождается  верхняя пробка и производят продавку, в результате чего срабатывает якорный, пакерный узел и разъединительный узел ПХЦЗ. Промывается внутреннее пространство хвостовика от цементного раствора. Скважина               оставляется на ОЗЦ.

Рисунок 16. Схема ПХЦЗ

       После нормализации забоя проводятся повторные  геофизические исследования. Электротермометром замеряют высоту подъема цементного раствора за колонной, а при необходимости проводят гамма-каротаж. Заключительным этапом процесса восстановления скважины методом зарезки и бурения второго ствола является испытание эксплуатационной колонны на герметичность, перфорирование отверстий против продуктивного горизонта и вызов притока нефти или газа из пласта. 

Рисунок 17 Универсальная цементировочная  головка типа ГЦУ:

1-съемник; 2-крышка; 3-гайка; 4-проходной кран; 5-присоединительные  линии; 6-корпус; 7-фиксатор пробки; 8-сигнализатор  начала движения пробки 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       Капитальный и текущий ремонт скважин являются основными видами работ на месторождении, направленными на поддержание объёмов  добычи скважинной продукции на необходимом  уровне. Сегодня становится актуальной эксплуатация как месторождений  с относительно небольшими, трудноизвлекаемыми запасами углеводородного сырья, так  и скважин, находящихся в консервации  по причине низкого дебита и плохих фильтрационно-ёмкостных свойств  призабойной зоны. Данные проблемы требуют применения и внедрения  современных методов подземного ремонта скважин, позволяющих увеличить  дебит скважин и снизить в  общем эксплуатационные затраты  на разработку месторождения и сделать  добычу более интенсивной.

       В данной курсовой работе рассмотрен комплекс мероприятий подземного ремонта  скважин, наиболее распространённых как  на территории Томской области, так  и Западной Сибири в целом. Проведены  типовые расчёты данных технологических  процессов, освещена последовательность и технология проведения работ. Большое  внимание уделено правилам безопасного  ведения работ на месторождении. В разделе специального вопроса  рассмотрена технология бурения  второго ствола скважины как способ ликвидации аварий.

       В результате выполнения данной работы получено представление о технике  и технологии проведения подземного ремонта скважин, а также приобретены  навыки расчёта и проектирования некоторых процессов. Представленная работа является необходимым элементом  образовательного процесса инженеров  – технологов.