Технология бурения многоствольных скважин методом вырезания окна в обсадной колонне

Обновлено: 27.03.2024

1.12 Для обеспечения соблюдения технологического процесса подрядчик составляет соответствующий «План работ по бурению бокового ствола», с указанием последовательности всех операций, перечнем необходимого оборудования, технических устройств и приспособлений, ответственных исполнителей, сроков исполнения и.т.д. составляет подрядчик. План работ утверждает главный инженер предприятия-подрядчика.

2 Технологии вырезания щелевидного «окна» и части обсадной колонны

2.1 Выбор технологии вырезания обсадной колонны

2.1.1 Боковой ствол из обсаженной скважины забуривают по двум схемам:

– при помощи клинового отклонителя через щелевидное «окно» в обсадной колонне;

– с цементного моста при помощи забойного двигателя в интервале удаленного участка обсадной колонны.

2.1.2 Выбор схемы забуривания бокового ствола производится исходя из следующих условий:

– прочностных характеристик обсадной колонны;

– конструкции скважины (наличие в интервале забуривания одинарной или двойной крепи);

– угловых параметров существующего ствола и направления бокового ствола относительно существующего;

– состояния (качества) цементного кольца за обсадной колонной;

– наличия технических средств для удаления части обсадной колонны или вырезания щелевидного «окна».

2.1.3 Технология вырезания щелевидного «окна» применяется когда:

– в интервале забуривания бокового ствола имеется двойная крепь;

– за обсадной колонной имеется качественное цементное кольцо;

– зенитный угол в интервале вырезания более 20º и направление бокового ствола относительно существующего изменяется до 120º.

2.1.4 Технология вырезания части обсадной колонны для забуривания бокового ствола применяется когда:

– в интервале забуривания бокового ствола имеется одинарная крепь;

– зенитный угол в интервале забуривания менее 20º и направление бокового ствола относительно существующего изменяется до 180º (с переходом траектории через 0º по зенитному углу).

2.1.5 В интервале удаленного участка обсадной колонны зарезка бокового ствола возможна с применением клинового отклонителя.

2.2 Технология вырезания щелевидного «окна» в обсадной колонне

2.2.1 Вырезание «окна» в обсадной колонне с клинового отклонителя выполняется наборами фрезеров различных конструкций и различных фирм-изготовителей.

2.2.2 При выбранной модификации клина-отклонителя длина вырезки «окна» определяется по формуле:

где lo – длина вырезки «окна», м

lк – длина лицевой части клинового отклонителя, м.

2.2.3 При применении клиньев-отклонителей с одинаковым углом скоса следует учитывать, что:

– при использовании плоского клина, по сравнению с желобообразным, наибольшая возможная длина «окна» может быть увеличена на 350 ÷ 380 мм;

– при применении желобообразного клина моменты на разворот его и энергетические затраты на истирание в скважине увеличиваются;

– при уменьшении угла скоса клина с 2,5° до 1,5° максимальная длина «окна» увеличивается в 1,5 раза.

2.2.4 Интервал установки и другие основные данные по спуску и креплению отклонителя указываются в проектно-сметной документации и в плане работ на конкретной скважине.

2.2.5 Подготовка систем для фрезерования «окна» в обсадной колонне должна производиться на БПО перед отправкой их на скважину.

2.2.6 Перед спуском клина-отклонителя проводятся следующие операции:

2.2.6.1 Очистка бурильных труб и УБТ от металлической окалины и ржавчины, с шаблонировкой их (БТØ73 мм шаблоном Ø47 мм, БТØ89 мм шаблоном Ø60 мм). Проверка меры инструмента;

2.2.6.2 Доставка на скважину 10 м 3 высоковязкой пасты (Т=200 с) для обеспечения вымывания крупной фракции продуктов вырезания «окна» в эксплуатационной колонне или в двойной крепи.

2.2.6.3 Проверка возможности свободного спуска используемых типоразмеров клиновых отклонителей к месту их установки в скважине с помощью имеющегося ряда шаблонов, размеры которых подобраны для соответствующих диаметров обсадных колонн.



Технология и оборудование для вырезания окна в колонне и зарезки с открытого ствола за одну СПО с гидравлическим якорем.

Клин-отклонитель.


Клин-отклонитель предназначен:

· для фрезерования окна в обсадной колонне и бурения короткого ствола под КНБК в заданном направлении за один рейс для колонн диаметром 140, 146 , 168, 178 и 245 мм.

Комплект и технология позволяет так же фиксировать клин-отклонитель в открытом стволе диаметром 124, 142-144, 156, 190 и 216 мм при авариях и необходимости отклонения от пробуренного ствола без цементирования и дополнительных затрат и операций пробурить направления для второго ствола за одну СПО.

Состоитиз:

1) гидравлического якоря,

2) клина-отклонителя с гидросистемой, фрезера и вспомогательного инструмента.

Производит зарезку бокового ствола в следующей последовательности:

1. Собранный на устье комплекс инструмента спускается в заранее прошаблонированную скважину на заданную глубину.

2. После ориентирования насосом создается перепад давление, благодаря которому раскрывается якорь, фиксирующий клиновой отклонитель в обсадной колонне.

3. Натяжением бурильного инструмента транспортный винт срезается, освобождая инструмент от клинового отклонителя.

4. Далее начинает фрезерование окна в обсадной колонне, заканчивающееся после выхода расширяющей части фрезера за обсадную колонну. Допускается бурение фрезером короткого ствола под КНБК для последующего бурения бокового ствола.

Преимущества
- Позволяет производить зарезку бокового ствола без цементирования и опоры на забой в стволях с зенитными уклонами до 100 градусов.
- Фрезер армированный металлокерамической композицией и твердосплавными пластинами на торцевой части позволяет получать высокую скорость фрезерования.
- Очень простой по конструкции и надежный якорь.

- Продолжительность фрезерования окна в обсадной колонне составляет 3-8 часов, в зависимости от марки стали и толщины стенки трубы, а также зенитного угла скважины в интервале зарезки.

Сравнительная таблица затрат времени на вырезание окна из эксплуатационной колонны

Со снятием колонны универсальным вырезающим устройством Вырезанием с клин-отклонителем
Операция Время, час Операция Время, час
ГИС ГИС
ПЗР ПЗР
СПО СПО 9,3
Вырезание колонны (среднее по 58 скв.за 2006г) 26,5 Вырезание «окна» (среднее по 72 скв.за 2010г) 7,8
Цементаж и ОЗЦ
Бурение и наработка желоба 16,5
Всего: 22,1

Для ориентирования клина-отклонителя в пространстве используется гироскопический инклинометрический навигационный комплекс ИГМН 44-100/80. На прибор снизу присоединяется стингер, который имеет специальную проточку для гарантированного попадания на направляющую в ловушке, и благодаря чему садиться в ловушку в одно и то же положение, определяемое положением направляющей.


Благодаря использованию в приборе технологии инерциального определения положения в географической системе координат прибор является не чувствительным к влиянию магнитных помех, вызванных наличием ферромагнетиков в пространстве ствола скважины (работает в обсаженных скважинах).

Основные этапы зарезки вторых стволов:

- спуск и ориентирование клина-отклонтеля

- выфрезеровывание окна зарезки

- бурение второго ствола

При зарезке вторых стволов из обсадных колонн, вырезание окна с клина, чаще всего является более предпочтительным приемом, чем фрезерование секции обсадной колонны по следующим причинам:

1. На участке вырезания окна высокое качество цементирования обсадной колонны не обязательно, в то время как при сплошном фрезеровании колонны при показаниях АКЦ менее 70% рекомендуется проводить дополнительное цементирование под давлением.

2. С точки зрения геологического разреза, окна можно вырезать в любых породах, тогда как при фрезеровании секции желательно иметь в этом интервале песчаные породы.

3. При фрезеровании секции обсадной колонны для обеспечения выноса стружки к параметрам бурового раствора и режиму промывки предъявляются особые требования. При вырезании окна никаких специальных требований ни к параметрам бурового раствора, ни к режиму промывки нет .

4. При вырезании окна не возникает проблем, связанных с выносом металлической стружки, так как при вырезании окна образуется мелкая стружка, а объем фрезеруемого металла в 4-6 раз меньше, чем при фрезировании секции колонны.

5. Зарезка второго ствола при использовании клина гарантированна на 100%, тат как осуществляется одновременно с вырезанием окна. В случае фрезерования секции обсадной колонны, зарезка второго ствола является отдельной операцией, и ее успех не всегда гарантирован, так как зависит от целого ряда факторов:

- длины фрезерования секции;

- качества установленного цементного моста;

- типа и крепости пород в интервале зарезки;

- типа КНБК, режима зарезки и т.д.

6. Начало второго ствола, образованное желобообразным металлическим клином надежнее, чем образованное в цементном камне, так как этот участок в дальнейшем будет подвергаться воздействию элементов КНБК и замков бурильных труб при спускоподъемных операциях и вращении бурильной колонны. Разрушение цемента в интервале второго ствола может привести к непредвиденным проблемам.

7. В вертикальных скважинах, благодаря применению гигроскопического инклинометра, клин ориентируется, и новый ствол зарезается сразу в нужном направлении. В случае фрезерования секции, второй ствол чаще всего забуривается произвольно и только за тем разворачивается в нужном направлении.

8. Операция по вырезанию окна, как правило, дешевле операции фрезерования секции обсадной колонны.

Конструктивные особенности наземного аппарата: компьютерная обработка информации, вывод информации на пульт бурильщика, дисплей и принтер, контроль посадки и питания скважинного прибора.

Конструктивные особенности линии связи: одножильный каротажный кабель.

2. Спускной клин.

3. Срезные болты.

4. Отклоняющий клин.

Шаблон для проверки обсадной колонны диаметром 168 мм.

3. Верхнее кольцо.

4. Промежуточные кольца.

5. Нижнее кольцо.


/ Технология и материалы для изоляции зон поглощения физико-химическими методами

Для ликвидации зон потерь циркуляции в трещиноватых коллекторах был разработан тампонажный материал ПБС и способ его применения.

Материал ПБС, благодаря его инертности может применяться как при бурении, так и при ликвидации поглощений, заколонных перетоков при ремонте скважин:

  • Материал ПБС представляет собой тонко дисперсный порошок с насыпной плотностью 1100-1300кг/м3.
  • Материал ПБС полимеризуется в зоне проведения ремонта при контакте с водой.
  • Материал ПБС обладает высокой адгезией к поверхности породы.
  • Материал ПБС после полимеризации устойчив к воздействию агрессивных сред.
  • В процессе полимеризации материал ПБС увеличивается в объеме до 20 раз.
  • Время полимеризации материала ПБС при контакте с водой составляет не менее 1 часа.
  • В нефтенасыщенной части пласта материал ПБС остаётся инертен, в объёме не увеличивается и легко выносится из порового пространства.



При выборе объектов промысловых работ должны выполняться следующие геолого-технологические требования, обеспечивающие корректные условия проведения работ:

  • Температура в зоне ремонта от 0°С до +130°С.
  • Приемистость в зоне нарушения должна быть не менее 100 м3/сутки при давлении 30 атм.
  • Технология наиболее применима в трещиноватых коллекторах (карбонатах) или терригенных коллекторах с катастрофическим поглощением (от 1м3/ час при циркуляции жид-кости до условия - без выхода циркуляции).

Применение ПБС при бурении.

Нижневолжским филиалом БК «Евразия» были проведены работы по изоляции водопритока из пласта и ликвидации поглощений с применением материала ПБС.
На скважине № 26 Платовская на глубине 1708м произошёл провал 0,7м. Интенсивность поглощения составила 28м3/час, зона поглощения вскрыта не полностью по причине нехватки раствора. В зону поглощения закачали суспензию материала ПБС в количестве 375кг. После реагирования восстановили циркуляцию и продолжили вскрытие поглощающего горизонта до глубины 1717м, частичное поглощение составляло 3м3/час. После закачки вязкого тампона в объёме 8м3 поглощение прекратилось.

На скважине № 1 Даниловская на глубине 499м произошло полное поглощение про-мывочной жидкости. При промывке интенсивность поглощения 36м3/час. Произвели за-качку материала ПБС в количестве 300кг, циркуляция восстановилась. Продолжили буре-ние с частичным поглощением 3м3/час, однако на глубине 520-525м произошло полное поглощение, статический уровень в скважине составил 72м. Закачка ВУС результата не дала. Закачали в зону поглощения суспензию материала ПБС в количестве 300кг и 15м3 вязкого тампона. При дальнейшем углублении скважины интенсивность поглощения составила 3м3/час. С глубины 605м интенсивность поглощения снизилась до 1м3/час, затем поглощение прекратилось.

Самые большие осложнения у нас происходили на скважине№ 1 Шапкинская. При бурении на глубине 3113м произошло увеличение механической скорости бурения, интен-сивность поглощения составила 30м3/час при уровне 60м. Произвели углубление до 3118м, интенсивность поглощения не изменилась. Ликвидация поглощения закачкой высоковяз-кого тампона положительного результата не дала. Закачали суспензию материала ПБС в количестве 300кг, после реагирования продолжили бурение с частичным поглощением 1,9м3/час. С глубины бурения 3120м интенсивность поглощения увеличилась до 5м3/час. Закачали суспензию материала ПБС в количестве 200кг и вязкого тампона в количестве 10м3, после реагирования продолжили бурение.

При бурении в интервале 3330-3335м произошло частичное поглощение промывочной жидкости до 3м3/час. В зону поглощения закачали суспензию ПБС в количестве 220кг и вязкий тампон. Поглощение ликвидировано. При дальнейшем углублении скважины произошло частичное поглощение промывочной жидкости на глубине 3390м. В зону поглощения под давлением закачали 300кг суспензии ПБС, после реагирования в течение 4 часов продолжили бурение, частичное поглощение составило 0,2м3/час.
На скважине № 2 Терсинская. При бурении скважины на глубине 1365м скважина поглотила полностью. Без выхода циркуляции скважину углубили до 1366.4м. Сменив компоновку низа бурильной колонны, через долото, установленное на глубине 1358м зака-чали 310кг ПБС. Закачка ПБС производилась при давлении 40-45кгс/см2. После технологической стоянки поглощения промывочной жидкости отмечено не было.

Применение ПБС при ремонте скважин.

В среднем, при ликвидации негерметичности колонны затрачивается до 15 суток про-изводительного времени и большое количество тампонажного цемента и материалов. Так, на буровой № 4 Алексеевской площади в течение 15 суток ликвидировать не герметичность в МСЦ-245мм закачкой в зону поглощения тампонажного цемента не удалось.
Применение материала ПБС позволило сократить затраты производительного време-ни, снизить расходы реагентов и материалов при ликвидации водопроявления в 324мм технической колонне через перфорационные отверстия. Данная технология с использова-нием ПБС применима при ликвидации негерметичности в муфтах МСЦ, в резьбовых со-единениях обсадных колонн, при ликвидации межколонных водопроявлений.
Как видно из результатов работ, применение тампонажного материала ПБС позволя-ет значительно сократить затраты времени и материалов при ликвидации поглощений промывочной жидкости.

Технология и оборудование для вырезания окна в колонне и зарезки с открытого ствола за одну СПО с гидравлическим якорем. Клин-отклонитель


Клин-отклонитель предназначен:

для фрезерования окна в обсадной колонне и бурения короткого ствола под КНБК в заданном направлении за один рейс для колонн диаметром 140, 146 , 168, 178 и 245 мм. Комплект и технология позволяет так же фиксировать клин-отклонитель в открытом стволе диаметром 124, 142-144, 156, 190 и 216 мм при авариях и необходимости отклонения от пробуренного ствола без цементирования и дополнительных затрат и операций пробурить направления для второго ствола за одну СПО.

Состоитиз гидравлического якоря, клина-отклонителя с гидросистемой, фрезера и вспомогательного инструмента.

Производитзарезку бокового ствола в следующей последовательности:

1. Собранный на устье комплекс инструмента спускается в заранее прошаблонированную скважину на заданную глубину.

2. После ориентирования насосом создается перепад давление, благодаря которому раскрывается якорь, фиксирующий клиновой отклонитель в обсадной колонне.

3. Натяжением бурильного инструмента транспортный винт срезается, освобождая инструмент от клинового отклонителя.

4. Далее начинает фрезерование окна в обсадной колонне, заканчивающееся после выхода расширяющей части фрезера за обсадную колонну. Допускается бурение фрезером короткого ствола под КНБК для последующего бурения бокового ствола.


Преимущества
- Позволяет производить зарезку бокового ствола без цементирования и опоры на забой в стволях с зенитными уклонами до 100 градусов.
- Фрезер армированный металлокерамической композицией и твердосплавными пластинами на торцевой части позволяет получать высокую скорость фрезерования.
- Очень простой по конструкции и надежный якорь.
- Продолжительность фрезерования окна в обсадной колонне составляет 3-8 часов, в зависимости от марки стали и толщины стенки трубы, а также зенитного угла скважины в интервале зарезки.

В настоящее время у нашей компании имеется эффективный опыт работ по установке клиньев-отклонителей на следующих месторождениях:

Баб, Бу-Хаса (Объединенные Арабские Эмираты), Мишовдаг (р.Азербайджан), Приобское, Мало-Балыкское (ХМАО-Югра), Игольско-Таловое и Шингинское (Томская обл.), Юмантыльский лицензионный участок, Ханчейское (ЯНАО), Осокинское (Р.Коми), Скатовское (Саратовская обл.), Антиповско-Лебяжинское (Волгоградская обл.), Ромашкинское, Березовское, Бурейкинское, Пионерское, Ново-Лениногорское и Абдрахмановское (Р.Татарстан), Байтуганское, Шумолгинское, Криволукское, Ковалевское (Самарская обл.), Покровское, Сорочинско-Никольское (Оренбургская обл.), Аскаровское, Альшеевское, Туймазинское (Башкортостан) и др.

Оборудование соответствует требованиям и стандартам как российских, так и зарубежных Заказчиков, постоянно модернизируется с целью увеличения эффективности работы.

Комплект «БС» для вырезания «окна» в обсадной колонне за один рейс
Комплект состоит из следующих основных частей:

Крепление некоторого интервала ствола скважины обсадной ко­лонной с последующим ее цементированием весьма важный и ответст­венный этап в строительстве скважины. От качества этих работ в зна­чительной степени зависит успешное выполнение последующих работ в скважине, ее надежность и долговечность.

Спуску колонны предшествуют подготовительные мероприятия, направленные на то, чтобы этот процесс проходил без вынужденных остановок и колонна, лишенная дефектов не подвергалась непредви­денным перегрузкам.

Комплекс подготовительных работ включает: расчет обсадных колонн на прочность, составление плана крепления; проведение гео­физических исследований для выявления зон сужений и уширений, пространственных перегибов ствола; подготовку обсадных труб, буро­вого оборудования и ствола скважины.

Данные геофизических исследований с учетом технического со­стояния ствола скважины позволяют установить объем и технологию подготовительных работ, комбинацию типов и размеров технологиче­

ской оснастки обсадных колонн, рассчитать количество тампонажных материалов, выбрать тип буферной жидкости.

В подготовку обсадных труб входит проверка качества их изго­товления и обеспечение сохранности при транспортировании к месту проведения работ, а также при их перемещении на буровой.

При хорошей организации контроля обсадные трубы неоднократ­но подвергаются проверке и проходят следующие виды контрольных испытаний и обследований:

- гидравлические испытания на заводах - изготовителях;

- обследование наружного вида обсадных труб, проверку резьб и шаблонирование внутреннего диаметра труб на трубно - инструмен­тальной базе бурового предприятия (УБР);

- гидравлические испытания обсадных труб на трубно- инструментальной базе бурового предприятия, в отдельных случаях испытания труб можно проводить непосредственно на буровой;

визуальное обследование доставленных на буровую труб, промер длины каждой трубы;

- шаблонирование, проверку состояния резьбы трубы над устьем скважины во время спуска обсадной колонны.

Завод - изготовитель при проверке качества готовой продукции проводит гидравлические испытания обсадных труб. По действующим инструкциям необходимо испытывать все трубы диаметром до 219 мм включительно и 50% труб диаметром свыше 219 мм. Каждая труба поступает на испытание с навинченной и закрепленной муфтой.

Трубы испытывают опрессовкой внутренним давлением. Его ве­личина рассчитывается по следующей формуле:



На трубно-инструментальной базе бурового предприятия все тру­бы, прошедшие осмотр и инструментальный контроль, подвергают гидравлическим испытаниям на специальных стендах. Предельное давление при испытании определяют в зависимости от ожидаемых максимальных давлений. Для эксплуатационных и промежуточных колонн оно должно превышать ожидаемое внутреннее избыточное давление на 5 - 20 %. Но при этом давление испытания не должно пре­вышать допустимых значений, определенных по формуле. Трубу вы­держивают под максимальным давлением не менее 10 с и слегка об­стукивают ее поверхность вблизи муфты. Труба признается годной, если не обнаруживается никаких следов проникновения влаги изнутри. У прошедшей испытания трубы на прочищенные и смазанные резьбы

навинчивают специальные предохранительные колпаки для их защиты in повреждения при транспортировке на буровую.

Обеспечить безотказную работу бурового оборудования и создать наиболее благоприятные условия для буровой бригады на период спуска обсадной колонны - таковы основные задачи подготовки обо­рудования. Одновременно на буровую должны быть доставлены весь необходимый инструмент и материалы.

Буровая бригада совместно с представителями механической службы проверяет буровое и силовое оборудование. Особое внимание обращают на надежность крепления и исправность буровой лебедки и се тормозной системы, проверяют исправность буровых насосов и за­меняют изношенные детали, проверяют состояние вышки и талевой системы, в случае необходимости осуществляют переоснастку талевой системы для повышения ее грузоподъемности. На высоте 8 - 10 м от пола на вышке устанавливают передвижную люльку для рабочего, который будет занят центрированием верхнего конца наращиваемой обсадной трубы. Проверяют состояние контрольно-измерительных приборов на буровой.

Подготавливают рабочее место у устья скважины: убирают инст­румент, который не понадобится при спуске колонны, и очищают пол буровой, вровень со столом ротора устанавливают временный дере­вянный настил. Обращают внимание на усиление освещенности рабо­чих мест, навешивают дополнительные светильники.

В подготовительный период на буровую доставляют достаточное количество (с резервом) дополнительного инструмента, который пона­добится при спуске обсадной колонны. Обсадные трубы подвозят спе­циальными транспортными средствами и размещают на стеллажи по секциям в порядке их спуска. На каждый комплект предусматривается резерв в количестве 5 % от длины труб.

Чтобы избежать осложнений при спуске обсадной колонны, пре­дусматривается комплекс работ по подготовке ствола скважины. Виды и объем работ зависят от состояния ствола скважины, сложности гео­логического разреза и протяженности открытой части ствола. О со­стоянии ствола судят по наблюдениям при спуске и подъеме буриль­ной колонны (посадки, прихваты, затяжки и т.д.), по прохождению геофизических зондов, по данным кавернометрии и инклинометрии.

Заранее выделяют интервалы, где отмечены затруднения при спуске бурильного инструмента, зоны сужения ствола, образования уступов, участки резкого перегиба оси скважины и т.д. В этих интер­валах в подготовительный период проводят выборочную проработку ствола. В скважину спускают новое долото (с центральной промыв­кой) в сочетании с жесткой компоновкой и, удерживая инструмент на весу, прорабатывают выделенные интервалы с промывкой при скоро­сти подачи 40 м/ч. Вращение инструмента на одном месте не допуска­

ется во избежание зарезки нового ствола. Если отмечаются трудности при прохождении инструмента, его приподнимают и спускают не­сколько раз. В сложных условиях скорость подачи инструмента может быть снижена до 20 -25 м/ч.

При проработке скважины забойными двигателями необходимо периодически вращать бурильную колонну ротором во избежание ее прихвата. В процессе проработки контролируется качество бурового раствора, которое должно быть таким же, как и при бурении.

При подъеме бурильной компоновки с затяжками, не связанными с желобообразованиями, ствол скважины необходимо проработать повторно. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Под общий редакцией А.И. Булатова, М., Недра. 1997. Авт. А.И. Була­тов; Л.Б. Измайлов, В.И. Крылов и др. После проработки рекомендует­ся проводить калибровку ствола бурильными компоновкам, прибли­жающими по жесткости к обсадной колонне, которая подготовлена к спуску в скважину. Благодаря калибровке скважины устраняются «по­садки» и «затяжки», что обеспечивает успешный спуск обсадной ко­лонны до заданной глубины.

Для калибровки могут быть рекомендованы следующие компо­новки нижней части бурильной колонны в порядке повышения жесткости:

а) долото, УБТ длиной 20 м, шарошечный или лопастной расши­ритель, УБТ длиной 10 м, УБТ и бурильные трубы;

б) долото, УБТ длиной 10 м, шарошечный или лопастной, расши­ритель, аналогичный расширитель, УБТ и бурильные трубы;

в) долото, шарошечный или лопастной расширитель, УБТ данной 10 м аналогичный расширитель, УБТ и бурильные трубы;

г) долото, два расширителя, УБТ длиной 10 м, расширитель, УБТ и бурильные трубы;

д) долото, три расширителя, УБТ длиной 10 м, расширитель, УБТ и бурильные трубы.

Выбор компоновок по жесткости и чередование их при калибров­ке ствола зависит от конфигурации ствола скважины, величины коль­цевого зазора между ее стенкой и намечаемой к спуску обсадной ко­лонны, а также жесткости последней.

При калибровке неосложненного ствола, стенки которого сложе­ны прочными породами, можно ограничиться одним спуском жесткой бурильной компоновки, приближенной к жесткости обсадной колонны.

Скорость спуска жестких бурильных компоновок должна быть такой, какая будет при спуске обсадной колонны, т. е. не более 1 м/с, во избежание заклинивания или возникновения гидроразрыва пород поглощении.

Через спущенный инструмент скважину тщательно промывают до полного выравнивания свойств промывочной жидкости. Общая про­должительность непрерывной промывки не менее двух циклов. В кон­

по промывки в закачиваемую промывочную жидкость добавляют нефть, графит и другие аналогичные добавки для облегчения спуска обсадной колонны.

Подъем бурильной колонны должен сопровождаться непрерыв­ным заполнением скважины качественным буровым раствором, пара­метры которого полностью должны отвечать свойствам раствора перед подъемом труб.

При извлечении из скважины длину инструмента измеряют и по его суммарной длине контролируют протяженность ствола скважины.

Завершив подготовительные работы, приступают к спуску обсад­ной колонны в скважину.

Последовательность спуска секций в скважину и использование вспомогательных элементов (центраторы, скребки, турбулизаторы и др.) определяются конструкцией обсадной колонны, предусмотренной в индивидуальном плане работ по ее подготовке, спуску и цементирова­нию, который разрабатывается технологическим или производственно- технологическим отделом УБР. Во время спуска осуществляют стро­гий контроль за соблюдением порядка комплектования колонны в со­ответствии с планом по группам прочности толщине стенок труб.

При спуске колонн для улучшения герметизации резьбовых со­единений в обязательном порядке применяются смазки, содержащие графитовый порошок, чешуйчатую медь, а также свинцовый порошок и цинковую пыль. Графит и медь предохраняют от задиров, а свинец и цинк дают смазке уплотняющую способность (см. табл. 10.4).

Сначала в скважину спускают низ обсадной колонны, включаю­щий башмак, заливочный патрубок, обратный клапан и упорное коль­цо. Все элементы низа колонны рекомендуется свинчивать с использо­ванием твердеющей смазки на основе эпоксидных смол. Использова­ние обратного клапана обязательно, если в скважине имелись газопро­явления. Надежность работы клапана на пропуск жидкости проверяют на поверхности посредством пробной циркуляции с помощью цемен­тировочного агрегата, который подключают к компоновке. Затем в порядке очередности спуска к устью скважины подают обсадные тру­бы и перед наращиванием их шаблонируют. Со стороны муфты в тру­бу вводят жесткий цилиндрический шаблон.

Нормальный диаметр обсадной трубы, мм 114-219 245-340 407-508

Длина шаблона, мм. 150 300 300

Разница между внутренним номинальным

диаметром трубы и наружным диаметром шаб- 3 4 5

При подъёме трубы шаблон должен свободно пройти через нее и выпасть. Если шаблон задерживается, то трубу отбраковывают. Над

устьем скважины с нижнего конца приподнятой трубы свинчивают предохранительное кольцо, промывают и смазывают резьбу.

У кондуктора и промежуточных колонн резьбовые соединения нижних труб обычно проваривают прерывистым сварным швом для предупреждения их отвинчивания при последующих работах в скважине.

Во время спуска обсадной колонны ведут документальный учет каждой наращиваемой трубы: указывают номер трубы, группу проч­ности стали, толщину стенки, длину трубы, отмечают суммарную дли­ну колонны и общую ее массу. На заметку берут все особые условия и осложнения, возникающие при спуске, записывают сведения об отбра­ковке отдельных труб и их замене.

Скорость спуска колонны поддерживают в пределах 0,3 - 0,8 м/с.

Если колонна оснащена обратным клапаном, после спуска 10-20 труб доливают промывочную жидкость внутрь колонны, чтобы не до­пустить смятия труб избыточным наружным давлением.

По мере необходимости проводят промежуточные промывки с помощью цементировочного агрегата или бурового насоса. Во время промывки необходимо непрерывно расхаживать колонну.

В нашей стране разработан метод секционного спуска обсадных колонн. Длину секций определяют с учетом грузоподъемности буро­вой установки, состояния скважины и прочности труб. Для спуска об­садных колонн секциями применяют специальные разъединители и стыковочные узлы, обеспечивающие соединение секций в скважине. Все секции, кроме верхней, спускают на колонне бурильных труб, ко­торую после закачки цементного раствора отсоединяют и извлекают на поверхность. Спуск обсадных колонн секциями позволяет значи­тельно снизить нагрузки, возникающие в буровом оборудовании при этих работах, и повысить надежность цементирования. Недостаток этого метода состоит в том, что создается некоторая опасность нару­шения герметичности колонны на стыках секций и повышается сум­марная продолжительность работ по креплению скважины.

Перед спуском секции обсадной колонны или хвостовика ото­бранные бурильные трубы дополнительно рассчитывают на прочность с учетом веса обсадных труб, затем опрессовывают, шаблонируют, проверяют дефектоскопом, нумеруют и измеряют их длину. Во время спуска запрещается вращать бурильную колонну.

Секцию допускают на ведущей трубе с промывкой. Длину бу­рильной колонны подбирают с таким расчетом, чтобы при установке башмака колонны на заданной глубине ведущая труба заходила в скважину не более чем на 3 м. После спуска секции или хвостовика сразу начинают цементирование.

Экономика как подсистема общества: Может ли общество развиваться без экономики? Как побороть бедность и добиться.

2.4.3 Анализируя общие затраты времени по забуриванию боковых стволов с использованием вырезающих устройств и клиновых отклонителей с наборами фрезов, можно сказать, что вырезание щелевого окна в обсадной колонне с использованием клина-отклонителя с набором фрезеров является предпочтительнее при прочих равных условиях, так как общие затраты времени на одну операцию при этом способе в 2,6 раза меньше (88 ч против 225 ч), чем с использованием вырезающих устройств.

3 Условия выбора техники и технологии для забуривания бокового ствола

Технические средства, компоновка низа бурильной колонны (КНБК) и технология забуривания бокового ствола выбираются в зависимости от категории и конструкции скважины, проектной траектории и технологии вырезания обсадной колонны.

3.1 С целью обеспечения контроля процесса забуривания бокового ствола по шламу, буровой раствор заменяется на новый или тщательно очищается до начала производства работ.

3.2 Если фрезерование обсадной колонны производилось на технической воде, то переход с воды на буровой раствор осуществляется через колонну бурильных труб с воронкой, спущенных в скважину до забоя.

4 Забуривание бокового ствола с использованием клинового отклонителя

Забуривание бокового ствола после вырезания «окна» в обсадной колонне с использованием клинового отклонителя производится в следующем порядке:

4.1 Перед забуриванием бокового ствола довести параметры бурового раствора до требуемых в геолого-техническом наряде (ГТН).

4.2 Забуривание бокового ствола выполнять роторным способом компоновкой, включающей: Долото; удлинитель (БТØ89 мм) – 0,6¸0,8м; УБТ соответствующего диаметра и длиной, обеспечивающей осевую нагрузку до 30 кН; БТ.

4.3 Спустить инструмент в скважину. За 5÷10 м до «окна» включить циркуляцию и с вращением ротора со скоростью подачи инструмента не более 0,1 м/с прошаблонировать «окно».

4.4 В случае «подклинивания» долота извлечь инструмент из скважины для смены КНБК.

4.5 Для обработки «окна», расширения его и снятия неровностей с его кромок необходимо произвести сборку и спуск КНБК со сборкой фрезеров (оконный, колонный, арбузообразный), УБТ, БТ.

4.6 Обработку «окна» производить со следующими режимами:

- осевая нагрузка с навеса до 30 кН;

- число оборотов ротора 0,83-1,33 с-1;

- производительность насоса 0,012-0,014 м3/с.

4.7 Проработку интервала вырезанного «окна» для последующего забуривания бокового ствола необходимо произвести до свободного прохождения компоновки 5-10 раз (вращение с промывкой на циркуляцию, без вращения с промывкой на циркуляцию, без вращения и без промывки на циркуляцию). Контроль за проработкой осуществлять с помощью роторного моментомера.

4.8 При свободном прохождении долота через «окно» в колонне и после углубления бокового ствола в горную породу на 30¸50 м (при бурении долотами диаметром 114,3¸139,7 мм) или на 30¸70 м (при бурении долотами диаметром 165,1мм и более), скважину промыть в течение 1,5 циклов.

4.9 После извлечения из скважины бурильного инструмента проводится инклинометрия и профилеметрия бокового ствола.

4.10 По результатам выполненных геофизических исследований принимается решение о дальнейшем порядке проведения работ.

5 Забуривание бокового ствола с цементного моста

Забуривание бокового ствола с цементного моста на участке разрушенной обсадной колонны производится в следующем порядке:

5.1 Выбурить роторным способом зумпф в установленном цементном мосте до необходимой глубины зарезки бокового ствола, определенной в ГТН (на 2-3 м ниже верхней отметки вырезанного участка обсадной колонны) следующей КНБК:

5.1.1 В обсадной колонне диаметром 168 мм:

– долото диаметром 139,7 мм; УБТ 89–121 мм (18 м); бурильные трубы 73х89 мм или 89 мм;

5.1.2 В обсадной колонне диаметром 146 мм:

– долото диаметром 120,6 мм; УБТ 89–108 мм (18 м); бурильные трубы 73х89 мм;

Забуривание через окно в обсадной колонне производят в три этапа: установка клинового отклонителя, фрезерование окна и забуривание бокового ствола.

При создании щелевидного окна применяют, как правило, стационарные отклонители. Наибольшее применение получили клиновидные отклонители. Такие отклонители фиксируются в колонне на расчетной глубине и опираются на цементный мост

До начала проведения работ по вырезке окна необходимо провести ряд подготовительных работ:

· Определить состояние скважины, спуск шаблона. Как пример для 168мм колонны

· Проверяют проходимость долота до места установки цементного моста

· Делают запись локатора муфт

· Записывают цементометрию за колонной

· Определяют наличие воды

· Производят установку цементного моста

· Обрабатывают голову цементного моста долотом


· Производят сборку отклоняющей копановки (клина) которая включает в себя магнитный переводник.

· Производят ориентированный спуск и установку отклоняющей компоновки

Вырезку окна производят при помощи следующего КНВК:

- райбер – фрез 168

Для очистки скважины от металлической стружки прокачивают две порции вязкой пачки (6м3) с условной вязкостью 45 секунд и спускают на клин магнитный фрез.

Как уже говорилось ранее существует большая проблема фиксации клина – отклонителя в заданном направлении. Предложена технология полного цементирования клина – отклонителя.

Вырезание секции э/колонны с помощью раздвижных вырезающих устройств

Образование участка сплошного фрезерования в обсадной колонне позволяет упростить забуривание дополнительного ствола. Для этой цели применяют раздвижные фрезеры (труборезы). Эффективность применения раздвижных фрезеров определяется качеством режущего органа, эффективностью резания, стойкостью к ударным нагрузкам, износостойкостью. В тоже время от конструктивных особенностей самого инструмента (простота, надежность, практичность) зависит проведение работ без осложнений, аварий.

В зависимости от способа и принципа действия трубореза, а также механизма приведения режущих органов в рабочее или транспортное состояние их можно разделить на следующие группы:

Принцип действия труборезов гидравлического действия основан на передаче давления промывочной жидкости внутренним узлам, обеспечивающих раздвижение или сдвижение режущих органов. Гидравлическими обычно называют инструмент, в котором один из его механизмов совершает гидравлическое действие, а другой механическое (например возврат рабочих органов в транспортное положение)

Труборезы механического и электромеханического действия не получили широкого распространения из – за сложности и невысокой надежности механизма раскрытия рабочих органов.

Для успешного проведения работ по удалению секции колонны и забуриванию дополнительного ствола необходимо решить несколько актуальных задач:

· Выбор интервала забуривания бокового ствола

· Определение геометрических размеров отклоняющих компоновок

· Определение минимально допустимой длины окна

· Выбор оптимального режима резания колонны

· Установка цементного моста в интервале забуривания

· Выбор технологии забуривания бокового ствола

· Схему и технологию крепления бокового ствола

При выборе интервала забуривания бокового ствола из обсаженной скважины необходимо руководствоваться следующими соображениями:

1. Окно должно находится на достаточной высоте от продуктивного горизонта для набора необходимых параметров кривизны. Высота зависит от заданного смещения новой проектной точки от старого забоя и наличие у исполнителя отработанных компоновок для безориентированного управления величиной зенитного угла при бурении скважин малого диаметра. Необходимо иметь в виду, чем меньше величина отхода, тем ниже стоимость работ по бурению второго ствола.

2. Выбирать участок вырезания колонны необходимо в интервале качественного цементного кольца за колонной и в интервале устойчивых пород, не склонных к поглощению промывочной жидкости и обвалообразованию. При прочих равных условиях необходимо отдавать предпочтение породам которые содержат меньше абразива во избежание преждевременного износа рабочих органов трубореза.

При вырезании участка колонны необходимо учитывать конструктивные особенности резцов не позволяющие продолжительно работать в не отцентрированной колонне. Как правило секцию колонны вырезают от муфты до муфты. Однако в следствии несеметричности колонны относительно оси скважины. особенно в средней части трубы, она максимально приближена к нижней стенке скважины (в данном случае муфты колонны играют роль центраторов) Поэтому в процессе вырезания при подходе к середине трубы наблюдается уменьшение скорости фрезерования и повышается износ резцов. Кроме того присутствие в верхней части окна короткого патрубка и муфты могут привести к отвинчиванию последних и потере пробуренного участка.

Исходя из изложенного предпочтительнее производить вырезание секции от середины трубы до середины. При этом удаление муфтовой части, как правило не чем не отличается от удаления тела трубы из – за повышенного износа по породе.

Особое внимание в процессе фрезерования необходимо уделить режиму резания. Необходимо постоянно осуществлять контроль за выносом шлама из скважины. По наличию в шламе цементного камня определяется достоверность удаления колонны.

Осевую нагрузку необходимо подбирать таким образом, чтобы металлическая стружка имела минимальные размеры и хорошо вымывались промывочной жидкостью. Наличие металлической стружки больших размеров может привести к прихвату инструмента.

После окончания работ по вырезанию окна и подъема вырезающего устройства, необходимо по характеру износа ножей определить достоверность удаления секции колонны. Если возникают какие либо сомнения, необходимо провести исследования микро каверномером.

Представленное на рисунке вырезающее устройство предназначено для сплошного фрезерования участка э/колонны.


Отличительные особенности разработанной конструкции от ранее известных видов следующие :

· Применены новые механизмы возврата резцов в транспортное положение и ограничитель их раскрытия на заданный диаметр

· Соединение поршня 5 с толкателем 8выполнено с помощью резьбы МК 50х4х1:16, в результате чего повысилась надежность работы этого узла. Усилено уплотнение поршня резиновым кольцом 6.

· Снижена масса резца за счет уменьшения его длины и сечения, что повысило его продольную устойчивость.

· Применены лопастные центраторы

· Применена пластинчатая пружина, которая повышает надежность работы возвратного механизма.

После спуска инструмента на необходимую глубину во внутреннюю полость закачивают промывочную жидкость под давлением приблизительно 10МПа. Жидкость воздействует на подпружиненный поршень 5, заставляет перемещаться шток 8 и наконечник 22. Последний своей конусообразной поверхностью отжимает пять резцов 21. выводя их в рабочее положение.

Фрезерование производится постепенной подачей инструмента при постоянном давлении нагнетания промывочной жидкости. При завершении процесса давление жидкости сбрасывается и поршень 5под действием пружины 7 возвращается в исходное положение, а наконечник 22 своим верхним уступом упирается в эксцентрик 20 и возвращает резцы в транспортное положение.

Крепление боковых стволов

Типичная компоновка потайной обсадной колонны показана на рисунке Колонна 8спускается в скважину на инструменте 3(равнопроходных трубах с внутренним диаметром 73 мм), который соединен на устье с цементировочной головкой 1. В головке устанавливается продавочная пробка для инструмента (верхняя часть секционной пробки) 2. Инструмент и колонна соединены разъединителем 4, в котором размещается нижняя часть секционной пробки 5. Далее устанавливается якорь 6, межколонный пакер 7, центраторы 9, «стоп» кольцо 10, обратный клапан 11, башмак 12. Для конкретной скважины оснастка колонны может дополняться или сокращаться. Длина колонны должна равняться длине бокового ствола плюс 50 – 100 метров, головная часть хвостовика должна находится выше места зарезки. При наличии заколонного пакера эта высота может составить 30 – 50 метров. Центраторы на колонне устанавливают исходя из конкретных геологических условий.

Разъединитель предназначен для спуска, цементирования и последующего отсоединения хвостовика от бурильного инструмента. Резьбовой разъединитель рекомендуют применять при длине хвостовика 300 метров и более.

Читайте также: