Изоляция осложненных зон профильными перекрывателями в расширенном стволе скважины

В настоящее время бурение скважин, многоцелевое производство и современная промышленность предлагает большой выбор технических средств и технологий для изоляции осложненных участков.

Одна из наиболее серьезных проблем при строительстве скважин – это изоляция зон с интенсивным поглощением бурового раствора, вскрытие которых сопровождается обвалами пород. Это приводит к дополнительным многократным изоляционным работам, а иногда к перекрытию таких интервалов промежуточными колоннами и колоннами – «хвостовиками», с уменьшением диаметра скважины, усложнением ее конструкции и значительным расходом обсадных труб, цемента и времени. Некоторые пласты, несовместимые по условиям бурения, находятся на незначительном расстоянии друг от друга и имеют небольшую толщину, каждый из них приходится перекрывать отдельной колонной [7-10]

Применение профильных перекрывателей со сварными и резьбовыми соединениями профильных труб полностью решило проблему изоляции зон поглощения бурового раствора независимо от их толщины, кавернозности ствола скважины и интенсивности поглощения. В Татарстане, Башкортостане, Удмуртии, Самарской, Оренбургской областях практически исключено применение промежуточных обсадных колонн для изоляции этого вида осложнения [1]

Процесс расширения ствола является распространенной и немаловажной операцией при строительстве скважины. Эта операция позволяет снижать риски возникновения аварийных ситуаций в процессе крепления стенок, а также позволяет увеличить дебит за счет возможности спуска в скважину максимально доступной колонны обсадных труб.

Развитие технологий бурения и проводки, увеличение глубин залегания углеводородов и необходимость роста производительности скважин придают задаче по увеличению диаметра ствола пробуренной скважины все большую актуальность [4]. Расширители различного типа находят повсеместное применение как при ремонте существующего фонда скважин, например, при ЗБС, так и при освоении шельфовых месторождений, где вопросы повышения эффективности и безопасности приобретают особую важность. Опыт применения перекрывателей показывает, что циркуляция бурового раствора после перекрытия зон поглощения восстанавливается до 100% и дальнейшее бурение осуществляется тем же типоразмером долота. Основные преимущества, которые дает увеличение диаметра скважины:

– упрощение спуска колонн и возможность применения промежуточной обсадной колонны большего диаметра в процессе бурения благодаря расширению стволов скважин ниже мест сужения обсадной колонны;

– снижение риска возникновения аварий, вызванных гидравлическими ударами, за счет эффективного регулирования эквивалентной плотности циркулирующего бурового раствора при уменьшении скорости потока в затрубном пространстве;

– упрощение операций заканчивания скважин с открытым стволом, скважин с применением гравийных фильтров и хвостовиков большего размера;

– оптимизация цементировочных работ.

Метод локального крепления профильными расширяемыми трубами отлично зарекомендовал себя при изоляции водопритоков в наклонных и горизонтальных скважинах. На площадях Бавлинского УБР впервые на 4-х скважинах было проведено локальное крепление зон водопритоков без уменьшения диаметра скважины и без цементирования. Ученые продолжают работу по совершенствованию данного метода. Уже просматриваются системы, при применении которых стоимость работ по перекрытию зон осложнения снизится в два раза [1-2]

Успех и качество данной операции во многом зависит от качества и технологичности используемого оборудования, поэтому необходимо особенно тщательно подходить к выбору применяемого инструмента. Экономия на оборудовании может привести к значительным потерям средств, как в случае возникновения осложнений при проведении работ по расширению, так и при последующих операциях – спуске обсадной колонны и цементировании [3].

В нефтегазовой промышленности для бурения скважин используются различные элементы конструкций компоновки низа бурильной колонны. При локальном креплении скважин профильными перекрывателями с использованием расширителей наибольшая эффективность достигается при одновременном расширении ствола скважины. Одним из основных инструментов в комплексе оборудования, которое применяется для осуществления технологии локального крепления скважин профильными перекрывателями, являются расширители. Наибольшая эффективность достигается за счет включения раздвижного расширителя типа РРМ 216/240 в комплектацию КНБК, а также при одновременном бурении и расширении ствола скважины. Такие расширители по своим техническим параметрам не уступают современным долотам, которые применяются при бурении скважин.

Однако, при включении в комплектацию КНБК расширителя и при бурении с одновременным расширением ствола скважины возникают некоторые сложности, а именно идет набор зенитного угла и поворота вправо азимутального угла, т.е. установку уводит вправо-вверх. Недостатком технологии является то, что в момент работы расширителя затрудняется более точное бурение по запланированной траектории ствола. Это можно заметить, проанализировав скважины Чишминской площади, в которых отличаются плановые значения и фактические по зенитному и азимутальному углу. Рассмотрев и сравнив значения при данном способе отклонения зенитного угла и азимута скважин, получим данные, представленные в таблице 2 [11].

Особенно это видно на участках, в которых закладывалась стабилизация зенитного угла и азимута с последующей установкой профильного перекрывателя (рис.1). На данных скважинах применялась технология бурения с одновременным расширением [5-6].

Таблица 1- Средне–арифметическое отклонение скважин Чишминской площади.

Рисунок 1 – Отклонение зенитного угла.

Из таблицы 2 видно, что применение метода бурения с одновременным расширением ствола скважины незначительно влияет на отклонение траектории от планового значения [11]

Таким образом, по данной технологии можно выделить два основных вывода включающие в себя несколько разделов, а именно:

1. Технологическая эффективность:

1.1. Решается проблема изоляции зон с интенсивным поглощением бурового раствора;

1.2. Перекрываются пласты без уменьшения диаметра скважины;

1.3. Исключается применение промежуточных колонн и колонн- «летучек»;

1.4. Упрощается конструкция скважины;

1.5. Повышается качество крепления эксплуатационных колонн;

1.6. Снижается энергоемкость, материалоемкость.

2. Экономическая эффективность:

2.1. Сокращение продолжительности проводки скважины;

2.2. Сокращение расходов на использование обсадных труб;

2.3. Сокращение расходов на тампонажные услуги, на транспортные услуги;

2.4. Сокращение расходов на материально-технические ресурсы и энергию;

2.5. Доп.добыча нефти за счет сокращения сроков строительства скважины.

Разработка и внедрение новых технологий и технических средств для крепления нефтяных и газовых скважин с использованием специальных расширяемых труб, бесспорно, является крупным революционным шагом вперед в строительстве нефтяных и газовых скважин.

Данная технология является перспективным направлением, в которой необходимо дальнейшее исследование и обработка результатов для оптимизации данного метода.

Список литературы

1. Абдрахманов Г.С. Крепление скважин эспандируемыми трубами. – М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2014. –268 с.

2. Абдрахманов Г.С., Хамитьянов Н.Х., Вильданов Н.Н. Проблемы герметизации резьбовых соединений расширяемых труб и пути их решения. – М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2009.– 250 с.

3. Л.Ф. Юнышев, Н.Х. Хамитьянов, Г.С. Абдрахманов, Н.Н. Вильданов. Теоретические исследования по определении энергосиловых параметров раздачи цилиндрических участков профильных труб сферическими пуансонами – М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2008. – с.250;

4. Мавлютов М.Р. Разрушение горных пород при бурении скважин. – М.: Недра, – 1978. – с.215;

5. Султанов Б.З. Управление устойчивостью и динамикой бурильной колонны. – М.: Недра, –1991. – с 208;

6. Султанов Б.З., Габдрахимов М.С., Сафиуллин Р.Р., Галеев А.С. Техника управления динамикой бурильного инструмента при проводке глубоких скважин. – М.: Недра, 1997. – с.191.

7. Хузина Л.Б., Сливченко А.Ф., Любимова С.В. О влиянии осложнений, возникающих в процессе бурения на герметичность обсадных колонн в начальный период эксплуатации / Ученые записки Альметьевского государственного нефтяного института. 2014. Т. 12. № 1. С. 38-42.

8. Хузина Л.Б., Сливченко А.Ф., Любимова С.В. О применяемых методах ликвидации негерметичностей эксплуатационных колонн на примере месторождений НГДУ «Азнакаевскнефть» ПАО «Татнефть» / Ученые записки Альметьевского государственного нефтяного института. 2015. Т. 14. С. 33-36.

9. Хузина Л.Б., Сливченко А.Ф., Любимова С.В. О применяемых технологиях методов ликвидации негерметичностей эксплуатационных колонн на примере месторождений ОАО «Татнефть» / Материалы научной сессии ученых Альметьевского государственного нефтяного института. 2015. Т. 1. № -1. С. 90-93.

10. Хузина Л.Б., Сливченко А.Ф., Любимова С.В., Исмагилов Ф.З., Голубь С.И. Применение технологий устранения негерметичности эксплуатационных колонн на примере скважин НГДУ ПАО «Татнефть» / Нефтяное хозяйство. 2015. № 12. С. 121-123.

11. Хузина Л.Б., Залятдинов А.А Анализ и обобщение данных по искривлению ствола при бурении с одновременным расширением диаметра скважины / «Территория НЕФТЕГАЗ» 2016г. №7-8 С. 12-19.