Проработка скважины под обсадную колонну что это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Проработка скважины шарошечным долотом для удаления глинистой корки может дать некоторый эффект только при промывке водой. Значительно больший эффект должна дать проработка скважины специальными приспособлениями типа расширителей в сочетании с интенсивной промывкой водой, в которую добавляют небольшое количество соляной или грязевой кислоты. [1]

Проработка скважин производится, как правило, в тех случаях, когда аппаратура не проходит до необходимых интервалов. Вопрос специальной проработки интервалов отбора керна сверлящими керноотборниками пока не решен. [2]

Проработку скважины следует производить при непрерывной и равномерной подаче долота с механической скоростью, не превышающей 40 м / ч, и режимом промывки, обеспечивающим такую же скорость восходящего потока бурового раствора, что и при бурении данного интервала. [4]

При проработке скважины забойными двигателями необходимо периодически вращать бурильную колонну ротором, чтобы избежать прихвата. В процессе проработки следует контролировать качество бурового раствора. [5]

Потеря ствола при проработке скважины во многом была обусловлена осложнением ствола из-за длительного прекращения циркуляции промывочного раствора в связи с проведением ловиль-ных работ. [7]

Окончательный выбор КНБК для проработки скважины производят с учетом проходимости ее в скважину. Процесс этот широко освещен в учебной литературе ( М. П. Гулизаде и др.), и поэтому в настоящей работе мы не рассматриваем. [8]

Бурение, промывки и проработки скважин в интервале ожидаемых газопроявлений следует проводить при максимально возможной подаче насосов. [10]

Этот режим может применяться при проработке скважин и при ручном управлении скоростью перемещения бурильной колонны. [15]

Источник

ТЕХНОЛОГИЯ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН ОБСАДНЫМИ КОЛОННАМИ

Способы спуска обсадной колонны

Обсадную колонну составляют из труб на муфтовых, безмуфтовых резьбовых или сварных соединениях и спускают в скважину в один прием от забоя и до устья или отдельными секциями с разрывом во времени крепления ствола.

Способ спуска колонн и порядок спуска секции зависят от геологических, технических и технологических условий проводки скважины:

назначения обсадной колонны;

конфигурации ствола скважины в интервале спуска предыдущей колонны и объема работ в ней;

техники и технологии бурения в обсаженной скважине до спуска проектируемой колонны;

давления высоконапорных горизонтов и градиента гидроразрыва пластов, перекрываемых колонной;

гидравлической мощности бурового оборудования, ограничивающей возможности углубления скважин на больших глубинах при значительных гидравлических потерях в циркуляционной системе.

Спуск обсадной колонны в один прием от забоя до устья скважин используется при следующих условиях:

а) для крепления скважин, стволы которых достаточно устойчивы и не

осложняются в течение трех-четырех суток при оставлении их без про­

мывки, т.е. за время, необходимое для производства комплекса работ от

последней промывки до окончания спуска обсадной колонны;

б) при общей массе обсадной колонны, не превышающей грузоподъ­

емности бурового оборудования, вышки, талевой системы;

в) при наличии ассортимента обсадных труб по маркам стали и тол­

щинам стенок, соответствующих данным прочностного расчета обсадной

г) при креплении стволов скважин кондукторами и эксплуатационны­

При разработке конструкций глубоких скважин должны использоваться безмуфтовые резьбовые или сварные обсадные колонны, которые позволяют усовершенствовать конструкции многоколонных скважин, осуществлять крепление стволов при малых кольцевых зазорах, значительно увеличивать проектные глубины бурящихся скважин и изолировать интервалы осложнений, крепление которых не было предусмотрено первоначальным проектом работ.

Использование сварных эксплуатационных колонн в газовых скважинах обеспечивает и гарантирует их герметичность.

Спуск обсадных колонн секциями необходим при следующих условиях:

а) если призабойная зона не промывается в течение полутора-двух су­

ток и при этом происходят осложнения с потерей проходимости обсадных

труб в скважину без проработки ствола (осыпи, сужения, нарастание тол­

стых глинистых корок, выпучивание или пластическое течение горных по­

род и др.);

б) если необходимо закрепить скважину обсадной колонной большого

диаметра на значительную глубину;

в) при необходимости подъема тампонажного раствора на большую

высоту при наличии поглощающих пластов или пластов с низким градиен­

г) когда с целью сохранения верхней части обсадной колонны от про­

тирания в процессе бурения верхнюю секцию необходимо спускать в

скважину перед вскрытием напорных горизонтов либо при протирании

предыдущей колонны в верхней ее части;

д) если отсутствуют обсадные трубы с прочностной характеристикой,

соответствующей расчетным данным по страгивающим условиям.

Крепление стволов скважин с использованием секционного спуска обсадных колонн позволяет:

перекрывать интервалы осложнений на больших глубинах с минимальной затратой времени от конца последней промывки до начала цементирования;

надежно изолировать два или более продуктивных горизонта скважин с высоким пластовым давлением или какие-либо осложненные интервалы, разделенные межу собой мощной устойчивой толщей горных пород;

применять комбинированный бурильный инструмент, в результате чего увеличивается прочность бурильной колонны, снижаются гидравлические сопротивления при прокачке промывочной жидкости в трубах, обеспечивается эффективность буровых работ и возможность углубления скважины на большую глубину;

экономить металл в результате использования обсадных труб с меньшими толщинами стенок по сравнению со сплошными колоннами, а также использовать трубы с пониженными прочностными характеристиками.

Длину первой секции обсадной колонны выбирают из геологических требований перекрытия интервала осложнений в минимально возможное время и из условий прочности верхних труб секции на растягивающую нагрузку.

В случае установки головы секции в открытом стволе местоположение устройства для стыковки секций выбирают с учетом данных каверно- и профилеметрии на номинальном по диаметру участке ствола скважины. При перекрытии высоконапорных горизонтов и наличии заколонных проявлений над головой спущенной секции необходимо наращивать последующую секцию обсадной колонны с применением герметизирующих заколонных устройств.

Промежуточные обсадные колонны могут быть нескольких видов:

хвостовики — для крепления только необсаженного интервала скважины с перекрытием предыдущей обсадной колонны на некоторую величину;

потайные колонны — специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для перекрытия интервала осложнений и не имеющие связи с предыдущими или последующими обсадными колоннами.

Секционный спуск обсадных колонн и крепление скважин хвостовиками возникли, во-первых, как практическое решение проблемы спуска тяжелых обсадных колонн и, во-вторых, как решение задачи по упрощению конструкции скважин, уменьшению диаметра обсадных труб, а также зазоров между колоннами и стенками скважины, сокращению расхода металла и тампонирующих материалов, увеличению скорости бурения и снижению стоимости буровых работ.

Обсадные трубы к спуску в скважину подготовляют централизованно на трубных базах или непосредственно на буровых. Доставленные на скважину обсадные трубы должны иметь заводские сертификат и маркировку, подтверждающие их соответствие требованиям стандартов. Перевозить обсадные трубы необходимо на специально оборудованных сухопутных, водных или воздушных транспортных средствах с разгрузкой их подъемным краном или другими способами, исключающими сбрасывание труб или перетаскивание их волоком. Все обсадные трубы, предназначенные для крепления скважины, на буровой необходимо подвергнуть внешнему осмотру. На наружной поверхности труб не должно быть вмятин, раковин, трещин и других повреждений.

Кривизна трубы (стрела прогиба), измеряемая на середине трубы, не должна превышать 1/2000 длины трубы. Кривизна концевых участков трубы, равных 1/3 длины трубы, не должна превышать 1,3 мм на 1 м.

Конусность резьбы по наружному диаметру ниппельной части трубы и по внутреннему диаметру муфты следует проверять гладкими калибрами. Ширина пластинчатого щупа, применяемого для этой цели, должна быть не более 5 мм.

Допустимые отклонения (в мм) от номинальных размеров резьбы по конусности (отклонения от разности двух диаметров на длине резьбы 100 мм) не должны превышать:

Резьбы муфт и труб, а также подготовленные под сварку концы труб должны быть гладкими, без заусенцев и других дефектов.

Соответствие внутреннего диаметра трубы номинальному d необходимо проверять с помощью жесткого цилиндрического шаблона:

Условный диаметр обсадной колонны, мм……………………. 114 — 219 245 — 340 407 — 508

Наружный d — 3…………………………………………………… d — 4 d — 5

Источник

Устройство для проработки ствола перед креплением скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к подготовке стенок ствола скважины к спуску и цементированию обсадной колонны. Устройство включает спускаемый в интервал проработки на колонне бурильных труб трехшарошечное долото с боковыми гидромониторными насадками, две из которых выполнены с наклонной осью, выходные отверстия которых направлены под острым углом к стенке скважины, при этом длину затопленной струи от выходных отверстий вышеупомянутых насадок до соприкосновения со стенкой скважины выбирают из следующего условия:

При использовании устройства достигается более полное удаление глинистой корки и кольматация каналов и пор, что исключает повторное образование корки за счет декольматации. Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, обеспечивает безаварийный спуск эксплуатационной колонны в скважину, повышается качество его крепления, при этом сохраняются коллекторские свойства продуктивного пласта, а также снижаются затраты времени на строительство скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к скважинному оборудованию, применяемому при подготовке ствола скважины к спуску и цементированию обсадной колонны.

Известно также устройство для обработки стенок скважины (5), в котором описана технология проработки стенок ствола скважины струей жидкости истекающей из гидромониторных насадок, направленных перпендикулярно к стенкам скважины, а также с помощью калибрующих лопастей и очистительными скребками.

Описываемый способ частично решает проблему удаления глинистой корки отложенных на проницаемых стенках ствола скважины. Его недостатком является то, что струя жидкости, истекающая из гидромониторных насадок под высоким давлением и скоростью, наряду с кольматацией пор пласта приводит к разрушению и расширению стенок скважины, что создает дополнительные трудности при удалении глинистой корки в случае ее повторного образования.

Известно также устройство для кольматации стенок скважины (6) включающий спуск в интервал проработки на колонне бурильных труб трехшарошечного долота с боковыми насадками, одна из насадок которых выполнена с наклонной осью, выходное отверстие которой направлено под острым углом к стенке скважины с целью воздействия к стенкам скважины струей жидкости для удаления фильтрационной глинистой корки и кольматации пор и трещин проницаемого пласта при промывке скважины с одновременным вращением долота и подачей инструмента.

Это устройство по технической сущности и достигаемому результату более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.

Оно используется в процессе бурения скважины при вскрытии проницаемых пластов, при котором достигается ряд положительных результатов, например, исключается ряд осложнений при бурении скважины, таких как уход промывочной жидкости в пласт, прихваты, затяжки бурового инструмента, в результате предотвращения образования фильтрационной глинистой корки за счет кольматации пор и трещин.

Однако он также не лишен недостатков. Например, истекающая струя из насадки с наклонной осью, обладая максимальной кинетической энергией, при которой длина затопленной струи равна:

не только кольматирует поры проницаемого пласта, но и приводит к разрушению стенок скважины. Известно, что при многократных спускоподъемных операциях создаются знакопеременные нагрузки на стенки скважины, что приводит к выносу кольматантов обратно в полость скважины, и тем самым к раскрытию пор и трещин, что является причиной повторного образования глинистой корки на проницаемых участках скважины. Это вызывает необходимость повторной проработки стенки скважины перед спуском эксплуатационной колонны для ее цементирования.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства с повышенной эффективностью по удалению фильтрационной глинистой корки и кольматации пор и трещин проницаемого пласта при подготовке скважины к спуску обсадной колонны и цементированию, при этом не подвергая стенки скважины разрушению.

Поставленная задача решается описываемым устройством, включающим спускаемый в интервал проработки на колонне бурильных труб трехшарошечного долота с боковыми гидромониторными насадками, одна из которых выполнена с наклонной осью, выходное отверстие которой направлено под острым углом к стенке скважины.

Новым является то, что вторая боковая насадка также выполнена с наклонной осью, аналогичной конструкции как у первой, при этом длину затопленной струи от выходных отверстий вышеупомянутых насадок до соприкосновения со стенкой скважины выбирают из следующего условия:

Приведенные рисунки поясняют суть изобретения, где на фиг.1 изображено предлагаемое устройство в виде трехшарошечного гидромониторного долота, спущенного в скважину на колонне бурильных труб, в котором две боковые гидромониторные насадки выполнены с наклонной осью, процесс очистки стенок скважины от глинистой корки и одновременная кольматация.

Устройство для проработки ствола скважины включает спускаемое на колонне бурильных труб трехшарошечное долото 1 (см. фиг.1) с боковыми гидромониторными насадками 2, две насадки 3 из которых выполнены с наклонной осью 4 (см. фиг.2), направленной под острым углом «» к стенке 5 ствола скважины.

Угол «» определяют с учетом длины «L» затопленной струи, которую выбирают из условия:

7 d nL8 d n, где

На этой длине затопленная струя обладает уменьшенной гидравлической энергией, не разрушающей стенки скважины, но достаточной для удаления фильтрационной глинистой корки.

Работа устройства заключается в следующем.

Перед креплением скважины работниками геологической службы бурового предприятия по данным комплекса заключительных геофизических исследований, уточняются интервалы разреза, подлежащие проработке и другие параметры скважины, такие как глубин забоя, глубина установки технических средств оснастки колонны, интервалы разреза с кавернами, диаметр их, зенитный угол оси скважины, величина давления разобщаемых пластов.

Затем в нее спускают вышеописанное устройство на колонне бурильных труб в скважину на заданную глубину.

Далее колонну бурильных труб с устройством приводят во вращательное движение роторным способом или с помощью забойного двигателя (винтового или турбинного типов). Вращение его необходимо для равномерного удаления струей жидкости фильтрационной глинистой корки со всей поверхности стенок скважины с имеющимися там неровностями и кавернами. В процессе вращения устройства при одновременном создании циркуляции жидкости и подачи инструмента, зубья б шарошек долота частично разрушают структуру глинистой корки. При этом часть циркулирующей жидкости направляется на забой, разрушая шламовые пробки, а другая часть боковые насадки 3 с наклонной осью 4, со скоростью 70-100 м/с направляется под острым углом «а» к стенке скважины. Истекающие струи жидкости из этих насадок, под большим напором, затопленные в восходящем потоке промывочной жидкости, у стенки скважины создают ударную силу, достаточную для разрушения и удаления глинистой корки со стенок скважины и одновременной кольматации

глинистыми частицами, а также твердыми частицами промывочной жидкости пор и трещин прорабатываемого проницаемого пласта, тем самым исключая повторное образование глинистой корки, оказывающей препятствие при спуске эксплуатационной колонны в скважину для цементирования и приводящей при этом и к другим осложнениям.

Многочисленными промысловыми испытаниями установлено, что наибольшие результаты достигаются при проработке ствола скважины со скоростью 10-20 м/час.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем: При использовании заявляемого устройства достигается более полное удаление глинистой корки и кольматация каналов и пор, что исключает повторное образование корки за счет декольматации. Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, обеспечивает безаварийный спуск эксплуатационной колонны в скважину, повышается качество его крепления, при этом сохраняются коллекторские свойства продуктивного пласта, а также снижаются затраты времени на строительство скважины.

1. Патент Р.Ф. №2057905, Е 21 В 33/14, Б.И. №10, 96 г.

2. А. С. №1098796, В 21 В 37/02, Б.И. №19, 84 г.

3. А. С. №1.723311, Е 21 В 37/02, Б.И. №12, 90 г.

4. Патент Р.Ф. №2194609, Е 21 В 33/14, Б.И. №2,2000 г.

5. А. С. №1.627672, Е 21 В 37/100, 33/138 Б.И. №6, 91 г.

6. Патент Р.Ф. №2168600, Е 21 В 10/18, Б.И. №16, 2001 г. (прототип).

Устройство для проработки ствола перед креплением скважины, включающий спускаемый в интервал проработки на колонне бурильных труб трехшарошечное долото с боковыми гидромониторными насадками, одна из которых выполнена с наклонной осью, выходное отверстие которой направлено под острым углом к стенке скважины, отличающееся тем, что вторая боковая насадка также выполнена с наклонной осью, аналогичной конструкции, что у первой, при этом длину затопленной струи от выходных отверстий вышеупомянутых насадок до соприкосновения со стенкой скважины выбирают из следующего условия:

Источник

Подготовка скважины к спуску эксплуатационной колонны

В данной статье описывается процесс подготовки скважины перед тем, как начать спуск эксплуатационной колонны.

Журнал «Научный лидер» выпуск # 1 (1), ноябрь ‘20

Скважины крепятся обсадными колоннами по индивидуальному плану работ в соответствие с «Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности». До подготовки ствола скважины к спуску обсадной колонны буровая установка, буровое и вспомогательное оборудование, фундаменты, блочные основания, противовыбросовое оборудование, технические средства, КИП и средства механизации, используемые при креплении скважины, должны быть подвергнуты внеочередной проверке с устранением выявленных нарушений и неисправностей. Устраняются выявленные при осмотре дефекты. Подготовка буровой установки, оборудования, технических средств осуществляется в соответствии с инструкцией по креплению нефтяных и газовых скважин.

До начала подготовки ствола скважины необходимо выполнить комплекс заключительных геофизических исследований.

Ствол скважины следует прорабатывать в местах сужений, калибровку вести на глубину спуска обсадной колонны.

При проработке следует обеспечивать равномерную подачу долота и режим промывки, чтобы скорость восходящего потока бурового раствора осталась такой же, как и при бурении интервала. Калибровку ствола скважины рекомендуется проводить компоновкой низа бурильной колонны по жесткости соответствующей жесткости обсадной колонны.

После проработки и калибровки следует промыть скважину до тех пор, пока свойства бурового раствора не будут соответствовать утвержденному регламенту с учётом требований «Временного руководства по промывке скважины перед спуском и цементированием обсадных колонн».

В буровом журнале и суточном рапорте бурового мастера делают соответствующие записи о готовности ствола скважины к спуску обсадной колонны.

При отсутствии трубной базы обсадные трубы подготавливать к спуску на буровой с гидравлическим испытанием, проверкой резьбовых соединений, шаблонировкой, сортировкой, замером длины, укладкой труб в порядке очередности спуска в скважину в соответствии с расчетом и планом работ. Результаты выполненного комплекса работ по подготовке обсадных труб оформляют соответствующим актом. Составляется предварительная ведомость меры колонны. Обратные клапаны испытывают на герметичность в соответствие с паспортными данными или нормативным давлением гидравлического испытания обсадных труб. Отбракованные на буровой трубы заменяются из резерва.

Обсадные колонны спускаются под руководством специально назначенного представителя бурового подрядчика, руководствующегося утвержденным планом работ по спуску колонн и креплению скважины.

Основные требования при спуске колонн следующие:

Спуск обсадных колонн проводятся по плану, составленному буровым предприятием и утвержденному в установленном порядке. К плану прилагаются данные для расчета колонны, коэффициенты запаса прочности колонны, результаты расчета колонны, а также акт о готовности буровой установки к спуску колонны.

Допустимые посадки и затяжки при спуске колонны регламентируются местными нормами в плане работ по спуску колонн с учетом условий и опыта сооружения скважин.

По окончании спуска обсадную колонну подвешивают на талевой системе для обеспечения расхаживания в процессе цементировочных работ или перемещения при изменении растягивающих усилий на крюке в период ОЗЦ.

Запрещается частично или полностью разгружать обсадную колонну на забое скважины. Подготовку тампонажных материалов и цементировочного оборудования к процессу цементирования вести согласно плану работ на спуск и цементирование скважины.

Требования к креплению обсадных колонн.

Основная задача, кроме чисто строительной, реализуемая в процессе крепления, – изоляция всех вскрытых скважиной пластов друг от друга и дневной поверхности.

Особо выделяются следующие моменты:

Для обеспечения качества крепления обсадных колонн необходимо применение специальных средств и материалов: станции СКЦ, гидроактиватора, понизителей водоотдачи, пластификаторов.

Негативное действие на продуктивные пласты при цементировании колонн обусловлено высокой репрессией и большой фильтроотдачей тампонажного раствора. Высокая репрессия на пласт в период цементирования обсадных колонн приводит к двум видам осложнения: поглощение тампонажного раствора и закупориванию продуктивных пластов.

Уменьшение репрессии на стенки скважины при креплении колонн достигается:

Колонным башмаком с легко разбуриваемой направляющей насадкой оборудуется первая труба обсадной колонны.

Обратные клапаны, применяемые при креплении скважин, при спуске обсадной колонны обеспечивают постоянное саморегулируемое заполнение ее промывочной жидкостью через отверстие в дросселе. Клапаны устойчивы к размыву промывочными жидкостями и цементными растворами при максимальной подаче 60 л/с и обеспечивают герметичность при промывке в течении не менее 30 ч.

Предусматривается использование упруго–жестких центраторов с трапецеидальным гибом для кондуктора, промежуточной и эксплуатационной колонн в открытом стволе.

Для крепления обсадных колонн предлагается следующая технология:

Колонна комплектуется трубами с резьбовыми соединениями. Спуск колонны предусматривается одной секцией. В целях предотвращения межпластовых перетоков и затрубных проявлений пластовых флюидов в период бурения, освоения и эксплуатации скважин рекомендуется над башмаком технической колонн установить гидромеханический пакер типа.

Для промежуточной колонны рекомендуется применение упругих центраторов в интервале от 0 до 950 м через 50 метров, в интервале от 950 до 1300 м через 30 м, в интервале от 1300 до
1400 м через 20 м. Жесткий центратор-турбулизатор устанавливается в интервале от 0 до 450 м через 40 м, в интервале от 950 до 1300 м через 20 м.

Эксплуатационная колонна комплектуется из труб с резьбовым соединением. Резьбовое соединение герметизируется с применением смазки. Нижняя часть оборудуется башмаком типа БК и с интервалом 10 м устанавливается обратный клапан. Колонна центрируется в интервалах всех продуктивных пластов по два центратора выше и ниже пласта и через каждые 10 м в интервале пласта (при его толщине более 10 м), а также три центратора через 10 м выше башмака кондуктора и один центратор на второй сверху трубе.

Для эксплуатационной колонны рекомендуется применение упругих центраторов в открытом стволе от 3580 до 3480 м через 20 м, от 3480 до 1400 м через 30 м, от 1400 до 0 м через 50 м. Жесткий центратор-турбулизатор устанавливается в интервале от 1400 до 0 м через 50 м, в интервале от 3580 до 3480 м через 20 м, от 3480 до 1400 м через 30 м.

Устанавливать упругие центраторы следует или непосредственно на муфте обсадной колонны, или на специальной планке, которая входит в комплект поставки и крепится штифтом на обсадную трубу. Жесткие центраторы применяются только на промежуточной и эксплуатационной колоннах в интервалах, перекрытых предыдущими колоннами.

Ствол скважины к спуску эксплуатационной колонны должен быть надлежащим образом подготовлен. Скважина после заключительного каротажа промывается с доведением параметров бурового раствора до проектных и производится шаблонировка ствола скважины компоновкой последнего долбления, при необходимости прорабатываются интервалы осложнений.

Хвостовик диаметром 114,3 мм с оснасткой для стадийного ГРП комплектуется трубами отечественного производства с резьбой ОТТМ. Оборудуется комплектом оборудования для проведения многостадийного ГРП.

Общее необходимое число элементов оснастки и интервалы их установок должны быть откорректированы перед спуском обсадной колонны по результатам промыслово-геофизических исследований.

Источник