CC BY
53УДК 1
Байрамалов С.А.
Студент.
«Тюменский Индустриальный Университет» (Россия, г. Тюмень)
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГИБКИХ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ В РОССИИ
Аннотация: в статье рассматривается освоение скважин с использованием гибких насосно-компрессорных труб
Ключевые слова: нестандартное оборудование, гибкие насосно-компрессорные трубы (ГНКТ), колтюбинговые установки, актуальные задачи сегодняшнего дня, решение задач на перспективу.
ВВЕДЕНИЕ
Гибкие насосно-компрессорные трубы (ГНКТ) или колтюбинг (Coiled Tubing -
колонна гибких труб) были изобретены во время Второй мировой войны для прокладки
бензопровода под водой (проект PLUTO), но широкое применение получили только в
конце 80-х годов ХХ века. Промывка скважин, освоение азотом, растепление гидрато-
парафиновых пробок и многие операции, проводимые с использованием ГНКТ,
перешли в разряд стандартных. Колтюбинговые установки в настоящее время
позволяют выполнять практически все виды работ в ходе капитального ремонта
скважин (КРС), при этом они полностью автоматизированы и, по сути, являются
прототипами буровых установок и КРС-станков будущего. Западная Сибирь, являясь
основной российской нефтегазоносной провинцией, может по праву считаться главным
полигоном, где испытываются и внедряются новые технологии, и где на сегодняшний
день сконцентрировано максимальное число установок ГНКТ в России. В этом регионе
нашли применение такие технологии с использованием ГНКТ, как геофизические
исследования скважин, гидропескоструйная перфорация, фрезерование портов
многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП), активация портов МГРП
305
специализированными компоновками низа колонны и др.
С каждым годом увеличивается доля трудноизвлекаемых запасов, что обусловлено усложнением их структуры, глубиной залегания, доступностью, и рядовые скважинные операции уже не решают тех задач, которые стоят сегодня перед нефтедобытчиками. Строительство более сложных скважин требует разработки и применения нестандартного оборудования. Это касается систем заканчивания скважин с МГРП, ГНКТ как основного инструмента, отвечающего современным требованиям.
ПРИМЕНЕНИЕ ГНКТ ДЛЯ РЕШЕНИЯ АКТУАЛЬНЫХ ЗАДАЧ
Использование ГНКТ позволяет решать технологические задачи, которые до сегодняшнего дня считались трудновыполнимыми. Еще несколько лет назад длина горизонтального участка скважины составляла 500-700 м, в настоящее время - 20003000 м, измеренная глубина (МО) - 6100-6500 м и более. Отдельно следует отметить проблемы, возникающие в связи с освоением территорий, находящихся за Полярным кругом. Здесь ключевыми факторами являются низкие температуры и ограничения гидравлических характеристик установок ГНКТ большинства производителей. При температуре -35 °С существующее оборудование не отвечает предъявляемым требованиям как с технической, так и с технологической точек зрения. В подобных условиях находят применение установки ГНКТ повышенной грузоподъемности (рис. 1).
Рис. 1. Общий вид центра управления установкой ГНКТ повышенной грузоподъемности (NOV) 2 3/8"
Установка ГНКТ с емкостью узла намотки 6500 м и диаметром гибкой трубы 2 3/8" (60,3 мм) может использоваться:
- для управления равнопроходными муфтами МГРП на горизонтальных интервалах длиной 2000 м и более, где требуется приложить дополнительную нагрузку более 10 кН;
- при управляемом бурении, когда в телесистему входит электрический ориентирующий прибор повышенной мощности, способный на забое разворачивать винтовой забойный двигатель (ВЗД) вокруг своей оси, при этом за счет угла перекоса профиль коридора проводки скважины может составлять 1 м;
- на скважине сложной конструкции, где необходимо использование технологии темпирования.
Очевидно, что работа с трубами диаметром 60 мм на глубине более 6000 м невозможна без силовой установки с гарантированным запасом прочности по грузоподъемности инжекторной головки. Существуют западные компании, выпускающие инжекторные головки с электроприводом, что позволяет:
- повысить грузоподъемность установки;
- исключить зависимость от температурных условий;
- кратно увеличить скорость спускоподъемных операций (СПО);
- повысить управляемость.
Установка ГНКТ с длиной барабана 6500 м и диаметром 2 7/8" (73,0 мм) (рис. 2) может использоваться для выполнения МГРП через гибкую трубу, что обеспечивает явное преимущество в скорости перехода между стадиями, в объеме прокачиваемой жидкости из-за отсутствия необходимости заполнения объема НКТ до начала ГРП и на стадии «продавки», т.е. в режиме Flush. Следует также отметить уникальную возможность проведения повторных МГРП через гибкую трубу в скважине с открытыми портами, когда жидкость ГРП точечно, так же как и в случае с выборочным открытием/закрытием портов, закачивается в определенный порт.
Ограничением в данном случае может быть расстояние между портами МГРП, но для условий Западной Сибири, где расстояние варьируется от 50 до 100 м, это не критично. Можно предположить, что в случае с незацементированными портами при проведении каждой последующей стадии МГРП, возможны утечки жидкости гидроразрыва в ранее сформированные трещины. Следует отметить, что при подборе скважины-кандидата для проведения МГРП через гибкую трубу 2 7/8" должны учитываться расход жидкости гидроразрыва и давление закачки.
Транспортировка узла намотки с длиной ГНКТ 6500 м в перечисленных случаях возможна на отдельно стоящем трале, однако существуют установки с нестандартным расположением барабана относительно оси трала. На рис. 3 показан барабан с гибкой трубой диаметром 2 3/8" (60,3 мм) длиной 9000 м.
При перечисленных преимуществах, рассмотренные установки ГНКТ имеют два
недостатка - высокую стоимость и большую массу. Первый приводит к удорожанию
проекта, второй требует получения разрешительной документации на провоз
негабаритного груза. И здесь появляется возможность для сервисных компаний
308
продумать поэтапное введение большеразмерных ГНКТ с тенденцией на уменьшение стоимости сервиса за счет предложения охвата большего числа скважин и сокращения транспортных расходов на доставку труб.
Часто задают вопрос, существует ли нормированное время на проведение той или иной технологической операции. Такого времени нет и быть не может, но есть скоростной режим спускоподъема гибкой трубы. В настоящее время скорость СПО с гибкой трубой независимо от ее диаметра на вертикальном участке составляет 15-20 м/мин, на горизонтальном - 5-10 м/мин. Поскольку с глубиной увеличивается время СПО, равное в среднем примерно 40 % общего производительного времени, увеличение глубины скважин должно быть нивелировано повышением скорости СПО как минимум в 2 раза. В Северной Америке скорости СПО уже давно превышают 50 м/мин. На рис. 4 приведен монитор записи рабочих параметров СПО, когда скорость первичного спуска составляет более 160 фут/мин (48,7 м/мин).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
SPE/ICoTA Coiled Tubing and Well Intervention Conference and Exibition 27-28 Mar 2018. The Woodlands Waterway Marriot Hotel & Convention Center. The Woodlands, Texas, USA
2. Hydraulic Fracture Placement Assessment in a Fiber Optic Compatible Coiled Tubing Activated Cemented Single Point Entry System / A. Gustavo [и др.] // SPE-189842-MS. -2018.
3. Колтюбинг повышает эффективность мультистадийных гидроразрывов на Новопортовском месторождении / А.В. Белов [и др.] // SPE-187715-RU - 2017.
4. С.М.Симаков Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»)
