Научная статья на тему 'Применение оборудования для крепления скважин экспандируемыми трубами'

Применение оборудования для крепления скважин экспандируемыми трубами Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
711
66
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕСТОРОЖДЕНИЕ / КРЕПЛЕНИЕ / СКВАЖИНА / КОЛОННА / ПЕ. РЕКРЫВАТЕЛЬ / FIELD / CASING / WELL / CASING STRING / PACKER

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Васильев С. И., Милосердов Е. Е., Милосердова И. А.

В статье рассмотрен метод локального крепления пластов при бурении скважин на месторождениях Восточной Сибири. Рассмотрена схема последовательности выполнения операций. Рассмотрены положительные стороны метода локального крепления скважин.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Васильев С. И., Милосердов Е. Е., Милосердова И. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Application of equipment for expandable tubular casing of wells

The article presents a method of local casing of reservoirs for well drilling in the oil fields of Eastern Siberia. The flow process diagram is discussed. The advantages of the method of local well casing are described.

Текст научной работы на тему «Применение оборудования для крепления скважин экспандируемыми трубами»

правления является подготовка ствола скважины перед процессом забуривания бокового ствола. В данную операцию входят: выбор интервала зарезания и установки искусственного забоя; анализ и опыт забуривания новых направлений в схожих горно-геологических условиях; подготовка забоя перед спуском отклоняющей компоновки. Одним из актуальных способов подготовки забоя является расширение ствола скважины в интервале забуривания нового направления с целью создания уступа в стенке скважины. Эта операция позволит сократить затраты времени на формирование уступа отклоняющей КНБК, а также минимизировать риски возврата долота в старый ствол. В качестве технических средств для формирования уступа могут использоваться гидравлические расширители ствола скважины, бицен-тричные долота, а также специальные гибридные долота со смещенным центром вращения, которые позволяют формировать ствол скважины больше номинального диаметра самого породоразрушающего инструмента.

Исходя из вышеизложенного повышение качества забу-ривания нового направления ствола скважины достигается следующими методами:

- подготовка ствола и забоя скважины. При этом выбирается оптимальный интервал зарезания и формируется

первоначальный уступ для упрощения дальнейщих работ по забуриванию нового направления;

- выбор подходящего материала для искусственного забоя. Здесь оцениваются физико-механические свойства горных пород, слагающих ствол скважины в интервале зареза-ния, и подбирается материал для искусственного забоя исходя из равенства энергоемкостей разрушения горной породы и искусственного забоя;

- выбор и подготовка породоразрушающего инструмента для зарезания нового ствола. С этой целью выбирается долото, обладающее максимальной фрезерующей способностью, а также исходя из несоответствия типа вооружения и материала искусственного забоя. Если данный способ неосуществим, то выполняется специальная подготовка долота путем покрытия вооружения специальными сплавами (латунь, олово).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_

1. Калинин А.Г. Бурение наклонных скважин: Справочник / А.Г. Калинин, Н.А.Григорян, Б.З.Султанов; под общей ред. АГ.Калинина.-М.: Недра, 1990. - 348 с.

2. Нескоромных В.В. Методы и технические средства бесклинового забуривания дополнительных стволов скважин с искусственных забоев / В.В. Нескоромных - М.: МГП «Геоинформмарк». -1993. - 55 с.

3. Шенбергер В.М. Техника и технология строительства боковых стволов в нефтяных и газовых скважинах• Учеб. пособие. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2007. - 496 с.

Применение оборудования для крепления скважин экспандируемыми трубами

С.И. Васильев, к.т.н., профессор, Е.Е. Милосердов, старший преподаватель, ИА Милосердова, аспирант ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск_

Некачественное разобщение пластов, пересекаемых в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, приводит к перемещению флюидов из пластов с большим давлением в пласты с меньшим давлением. Углеводороды, смешанные с водой, в этом случае могут быть потеряны для добычи.

Традиционная технология изоляции пластов промежуточными и эксплуатационными обсадными колоннами с закачкой цементного раствора в затрубное пространство имеет большие недостатки. На ряде площадей Восточной Сибири со сложными геолого-техническими условиями данная технология исчерпывает свои возможности. Перекрывать, к примеру, пласты мощностью от 10 до 100 м с катастрофическим поглощением, промежуточной обсадной колонной длиной от 500 до 4000 м в современных условиях недопустимо. Это приводит, во-первых, к большим экономическим потерям, во-вторых, к технологическим проблемам, связанным с уменьшением полезного сечения скважины [1].

В отечественной и зарубежной практике бурения на нефть и газ ведутся интенсивные поиски способов и средств решения указанных проблем. В частности, запатентованы и проверялись практикой различные устройства для перекрытия зон поглощения бурового раствора и возможного обрушения пород в скважине с помощью расширяемых оболочек из эластичных материалов (сеток из нейлона и капрона, прорезиненной ткани), металлических листов, свернутых в рулон, гофрированных дюралюминиевых труб и т.д. с их цементированием. Однако широкого распространения упомянутые способы не нашли из-за ограниченной длины возможного

перекрытия интервалов скважин с зонами поглощения, а также случаев нарушения изоляции пластов в процессе разбури-вания цементных мостов и в процессе бурения скважин.

Специалисты научно-исследовательских, проектных и производственных предприятий ОАО «Татнефть» разработали принципиально новое решение проблемы разобщения пластов путем локального крепления стенок скважин экс-пандируемыми (расширяемыми в поперечном сечении) секциями обсадных колонн без применения цемента и с сохранением полезного сечения скважины. Экспандируемые трубы устанавливаются в предварительно увеличенном в диаметре интервале скважины с помощью раздвижного расширителя, что позволяет продолжать бурение долотами того же диаметра. Для крепления зон осложнений этим пе-рекрывателем проводят четыре операции:

- спуск на бурильных трубах раздвижного расширителя, расширение с его помощью скважины в интервале осложнения и последующий подъем расширителя;

- спуск на бурильных трубах обсадной трубы, профилированной по всей длине, ее выпрямление с помощью давления промывочной жидкости до требуемых размеров (до прижатия к стенкам скважины);

- спуск развальцевателя, калибрование им профилированной трубы и его подъем;

- спуск долота и продолжение углубления скважины.

На рисунке приведена схема последовательности выполнения приведенных выше операций при локальном креплении зоны осложнения перекрывателем ОЛКС-216, конструкция которого разработана специалистами ОАО «Татнефть».

7 6 | «Горная Промышленность» №4 (128) / 2016

Рис. 1 Последовательность операций при креплении зоны осложнения перекрывателем ОЛКС-216 в скважинах диаметром 215,9 мм: а - расширение ствола скважины; б -выправленный перекрыватель; в - развальцовывание; г -продолжение углубления скважины долотом диаметром 215,9 мм

Приведенный метод локального крепления без цементирования и без уменьшения диаметра скважины, по свидетельству его авторов, позволяет изменить конструкцию скважины в любой момент ее строительства, не изменяя при этом проектного диаметра эксплуатационной колонны. Метод прошел широкую апробацию при бурении, а также при ремонте вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин (в т.ч. и боковых стволов из них) в ряде регионов страны и за рубежом. В данное время в восточных регионах страны пробурено более тысячи скважин с локальным перекрытием изолируемых пластов.

Сэкономлены многие тысячи тонн обсадных труб, и цемента, сокращены сроки строительства скважин в большинстве случаев на 30-40 %. Из опубликованных источников

видно, что наибольший экономический эффект при использовании метода достигается при бурении и креплении скважин, имеющих в разрезе большие интервалы устойчивых и непроницаемых горных пород.

Проблема качественного разобщения пластов является ключевой в современном бурении. Мы считаем, что локальное крепление стенок скважины экспандируемыми трубами

- наиболее перспективный метод борьбы с такими осложнениями, как поглощение бурового раствора и обводнение ствола скважины. Подтверждением этому стали успешные операции по перекрытию зон осложнения на двух площадях Красноярского края [2].

В оборудовании для локального крепления скважин для нас представляют интерес конструкции раздвижного расширителя и развальцевателя, от безотказного функционирования которых зависит оперативность процесса крепления скважин в заданных интервалах. На основе результатов патентного поиска, анализа выявленных достоинств и недостатков имеющихся технических решений, нами разрабатываются варианты модернизации этих конструкций с целью повышения их эффективности и надежности. При этом поставлены задачи:

- компьютерной графической разработки и расчетной проверки принципиальных схем механизмов, работающих с использованием механической и гидравлической энергии в совокупности;

- оценки возможности совмещения функций расширителя и развальцевателя в одном механизме;

- оценки технологичности изготовления, эксплуатации и ремонта механизмов.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_

1. Тагиров K.M. Бурение скважин и вскрытие нефтегазовых пластов на депрессии -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. -160 с.

2. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении -М.: Недра, 1988.

- 279 с.

Применение снарядов с керноприемниками при бурении нефтяных и газовых скважин

С.И. Васильев, к.т.н., профессор, Е.Е. Милосердов, старший преподаватель, Д.С. Лошаков, аспирант ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск_

В колонковом бурении рост его производительности сдерживается большим количеством спускоподъемных операций бурильных труб, на которые затрачивается значительное время. При этом страдает качество керна.

При каждом извлечении керна необходимо поднять, а затем опустить колонну бурильных труб, разъединяя ее на отдельные свечи при подъеме и соединяя при спуске. Это малопроизводительный и трудоемкий процесс. Количество спускоподъемов труб определяется проходкой за рейс, которая при обычном бурении в силу технологических и геологических факторов невелика, что значительно уступает стойкости современных алмазных коронок, достигающих нескольких десятков и сотен метров бурения.

Эффективность бурения скважин на нефть и газ с отбором керна связана с освоением и широким внедрением снарядов со съемными керноприемными устройствами (ССК).

Снаряды ССК могут дать наибольший эффект при бурении нефтяных и газовых скважин с предельно малым конеч-

ным диаметром (95 мм). Показатели эффективности двукратного уменьшения диаметра приведены в работе [1].

В настоящее время выполняются конструкторские разработки по созданию комплекса оборудования для бурения нефтяных и газовых скважин диаметром 95 мм, включающего колонну бурильных труб, съемный керноприемник, устройство для извлечения на канате через бурильные трубы и спуска съемного керноприемника, специальную лебедку, набор инструмента для выполнения спускоподъема и аварийного инструмента.

Изучение и анализ патентной и научно-технической информации показали, что при разработках должны быть максимально учтены результаты исследований и опыт эксплуатации ССК в России и за рубежом при бурении разведочных скважин по твердым полезным ископаемым. Созданные снаряды нашли практическую реализацию в широких масштабах.

Возможность извлечения керна на поверхность через бурильные трубы доказана практикой использования ССК при

«Горная Промышленность» №4 (128) / 2016 | 77

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.