книги / Техника и технология капитального ремонта скважин

колонной за счет избыточного давления в полости лорнирующей головки с последующей протяжкой устройства талевой систе­ мой. По принципу работы эти устройства отличаются следую­ щим. Надежное сцепление пластыря с ремонтируемой колонной в устройстве первого типа осуществляется за счет силовых ци­ линдров, которые обеспечивают заход лорнирующей головки в пластырь в начальный период дорнования (расширения), а в устройстве второго типа — за счет опоры якорей на колонну, что позволяет удерживать пластырь в начальный период дор­ нования.

Эти устройства не рекомендуется применять, когда ремонти­ руемая колонна сильно повреждена и может быть разорвана опорным якорем.

По окончании работ проверяют качество РИР. При недоста­ точной степени герметичности колонны тампонируют каналы утечки за пластырь с применением фильтрующихся полимерных тампонажных материалов (ПТМ).

Испытание колонны на герметичность

После окончания тампонажных работ по закрытию чуждых вод, переходов на вышеили нижезалегающие горизонты и дру­ гих ремонтных работ, а также после цементирования колонны или хвостовика при бурении второго ствола, эксплуатационную колонну испытывают на герметичность.

Испытание проводят одним из двух способов — опрессовкой или снижением уровня.

С п о с о б о п р е с с о в к и . Устье скважины оборудуют опрессовочной головкой с манометром. Жидкость в колонну обсад­ ных труб нагнетают с объемной скоростью, при которой обеспе­ чивается плавное увеличение давления. На устье оно должно быть на 20% больше, чем ожидаемое максимальное давление после освоения скважины. Давление во время опрессовки не должно быть ниже следующих

Указанные нормы в зависимости от степени изношенности колонны и характера ремонтируемой скважины могут быть из­ менены по усмотрению геологической службы.

Если в процессе опрессовки в каком-либо сечении колонны возможно возникновение напряжений, превышающих допусти­ мые для обсадных труб, опрессовку следует проводить секционно с помощью пакера.

Результаты считаются положительными, а колонна герме­ тичной, если после замены бурового раствора водой отсутствует перелив жидкости и выделение газа из колонны, а также если

скважине до следующих значений:

Если при бурении использовали буровой раствор плотностью 1400 кг/м3 и более, то его заменяют водой. Колонна считается герметичной, если в течение 1 ч перелива жидкости или выде­ ления газа не наблюдается или если уровень жидкости, сни­ женный до требуемого за 8 ч наблюдения, не будет более дан­ ных (в м), приведенных в табл. V.3.

Уровень жидкости следует замерять с помощью лебедки ап­ парата Яковлева, уровнемером или другими приборами через каждые 2 ч.

Если в течение 8 ч уровень будет больше, чем указано в табл. V.3, производят ‘повторный замер в течение 8 ч. Если и в этом случае высота подъема жидкости окажется выше нормы, то колонна считается негерметичной.

Иногда уровень жидкости не удается снизить. Это указыва­ ет на проникновение в скважину жидкости через нарушения в колонне. Работы по отбору жидкости в таких случаях следует проводить до тех пор, пока скважина начнет поглощать нагне­ таемую жидкость и будут созданы условия для повторного це­ ментирования. Испытание колонн на герметичность оформляют специальным актом.

КРЕПЛЕНИЕ СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЫХ ПОРОД ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ

В процессе эксплуатации пластов, сложенных рыхлыми, слабосцементированными породами, в скважину из пласта вместе с жидкостью поступает много песка. Если скорость восходящего потока жидкости недостаточна для подъема песчинок, то они осаждаются на забое, скапливаются, образуя столб песка (проб­ ку), частично или полностью перекрывающую отверстия фильт­ ра и уменьшающую поступление жидкости из пласта. Кроме того, это приводит к забиванию труб песком и их прихвату, за­ клиниванию плунжеров и т. д.

Для уменьшения пескопроявления и предотвращения нару­ шения призабойной зоны скважин используют следующие ме­ тоды.

1.Крепление призабойной зоны скважин водоцементным раствором, цементнопесчаной смесью, химическими реагентами, пластмассами и др.; создание гравийных и других фильтров.

2.Применение штанговых скважинных насосов специальных конструкций (например, типа пескобрей); хвостовиков из труб малого диаметра, спускаемых до середины фильтра; полых

штанг; скребков-завихрителей и других приспособлений, обеспе­ чивающих вынос на поверхность песка.

3. Создание в насосно-компрессорных трубах скоростей вос­ ходящего потока жидкости, обеспечивающих вынос песка на дневную поверхность, за счет подлива в затрубное пространство

качке цементного раствора в призабойную зону скважины. В за­ висимости от поглотительной способности скважины и толщины лласта производят 1—3 заливки. Цементный раствор заполняет пустоты и трещины в породе, твердеет и тем самым закрепляет породу. Однако при этом несколько снижается проницаемость призабойной зоны.

Перед работами по цементированию скважины необходимо произвести расчет процесса цементирования. Цементирование скважины проводят так же, как и цементирование под давле­ нием через трубы с вымыванием излишков цементного раствора и оставлением скважины в покое на срок, необходимый для твердения цемента. По истечении этого срока ее вводят в экс­

призабойной зоне проницаемой и устойчивой к размыву массы из цемента и песка.

Для приготовления цементнопесчаного раствора применяют чистый песок с зернами размером 0,2—0,4 мм и тампонажный цемент. Массовое соотношение сухого цемента и песка состав­ ляет 1 :3.

Перед заливкой скважины определяют: объем цементнопес­ чаного раствора, необходимого для крепления призабойной зо­ ны скважины, количество сухого цемента, песка и воды.

Для облегчения расчетов составлена номограмма (рис. V.7) на случай, когда условная пористость укрепляемой зоны т= 1, т. е. порода в этой зоне отсутствует. Объем цементнопесчаной смеси должен соответствовать объему укрепляемой зоны, диа­

метром которой задаются.

П р и м е р ы п о л ь з о в а н и я н о м о г р а м м о й .

линейку так, чтобы она соединила шкалы D и h. Затем при ее вращении на­

<Эп=И,0 т.

С помощью номограммы, приведенной на рис. V.7, можно рассчитать объ­ ем цементнопесчаной смеси и при условной пористости т , равной 0,5. В этом

Д л я с о з д а н и я г р а в и й н ы х ф и л ь т р о в в необсаженных стволах эксплуатационную колонну устанавливают над продуктивным объектом и цементируют в обычном порядке. После разбуривания цементного стакана приступают к созда­ нию гравийного фильтра. С этой целью расширяют ствол сква­ жины в интервале продуктивного пласта ниже башмака обсад­ ной колонны специальным устройством. При этом диаметр ство­ ла может быть увеличен примерно в 2 раза. Затем в интервал продуктивного пласта спускают фильтр со щелевидными отвер­ стиями или фильтр с проволочной обмоткой. Через хвостовые трубы в призабойную зону прокачивают расчетное количество заранее отсортированного гравия и уплотняют в ней чистой продавочной жидкостью (обычно водой). При этом обратной промывкой вымывают излишки гравия на поверхность, что ис­ ключает возможность прихвата труб.

УСТРАНЕНИЕ АВАРИЙ, ДОПУЩЕННЫХ В ПРОЦЕССЕ

ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА СКВАЖИН

При капитальном ремонте скважин наиболее сложные и тру­ доемкие работы по ликвидации аварий и осложнений, возни­ кающих в скважинах.

В эксплуатационных и нагнетательных скважинах чаще про­ исходят следующие виды аварий:

1)прихват двух рядов НКТ металлическим сальником или песчаной пробкой;

2)прихват одного ряда труб песчаной пробкой в процессе

эксплуатации или в процессе промывки скважины;

3)прихват НКТ со скважинным насосом и защитным при­ способлением песчаной пробкой;

4)обрыв одного и двух рядов НКТ;

5)обрыв НКТ со скважинным штанговым насосом, штан­

гами (или без штанг) и защитным приспособлением;

6)оставление в скважине погружного электронасоса с кабе­ лем и без кабеля;

7)обрыв насосных штанг;

8)оставление тартального каната вследствие обрыва или прихвата во время чистки скважины желонкой от песчаной проб­ ки или в процессе снижения уровня жидкости;

9)обрыв каротажного кабеля при электрометрических ра­

ботах;

10)оставление в скважине или падение в нее отдельных предметов;

11)забитость эксплуатационной колонны различными посто­

ронними предметами.

Перед началом работ по ликвидации аварии мастер по ка­ питальному ремонту скважин должен иметь точные данные о схеме спущенного лифта, марке, числе и размерах труб и штанг

по диаметрам и глубинам их спуска, а также об оставшихся в скважинах штанговых насосах или электронасосах, защитных приспособлениях и т. д.

Извлечение прихваченных труб

Обычно трубы оказываются прихваченными пробкой в ниж­ ней части, за исключением случаев, когда этот вид аварии про­ изошел вследствие слома верхней части эксплуатационной ко­ лонны.

Существует несколько способов освобождения труб.

Один из них — расхаживание (запрещаются работы по рас­ хаживанию прихваченных труб и их извлечению без установки гидравлического индикатора массы), т. е. попеременная натяж­ ка и посадка колонны труб. Во избежание обрыва труб нагруз­ ка при натяжке колонны должна быть на 60—70% меньше раз­ рывных усилий для данного диаметра и марки труб. Расхажи­ вать ее следует равномерно при натяжке не более 0,3—0,5 м за один прием, при этом периодически оставляют трубы в натя­ нутом состоянии. Продолжительность натяжек зависит от схемы лифта и диаметра спущенных труб, глубины скважины, харак­ тера и места прихвата.

Если после первых двух-трех натяжек при одной и той же нагрузке (по гидравлическому индикатору массы) удается под­ нять трубы за каждый прием на 0,3—0,5 м, то это указывает на то, что есть возможность полностью освободить прихвачен­ ные трубы путем расхаживания. В противном случае расхажи­ вание следует прекратить.

Иногда путем длительного расхаживания удается поднять трубы только на 5—10 м. Это объясняется тем, что при расха­ живании и подъеме труб пробка в затрубном пространстве уплотнилась до такой степени, что дальнейшее расхаживание уже нерационально. В таких случаях, например, для освобож­ дения от прихвата НКТ диаметром 114 мм внутри них размы­ вают пробку с помощью труб меньшего диаметра (73 или 60 мм), с таким расчетом, чтобы не вскрывая башмака, полностью вьь мыть песок из них до чистой воды, а затем продолжить про­ мывку ниже башмака. Длительной промывкой ниже башмака удается размыть песчаную пробку за трубами, и полностью освободить их от прихвата.

Более результативно промывку можно проводить роторным способом с применением пикообразного долота диаметром 95 мм,, которое спускают на бурильных 73 мм трубах. Во время вра­ щения труб удары долота о внутренние стенки НКТ способ­ ствуют разрушению уплотненной песчаной пробки в затрубном пространстве, что также обеспечивает размыв пробки за тру­ бами и их освобождение.

В процессе эксплуатации скважины газлифтным способом (особенно эрлифтным) вследствие образования песчаной пробки

или металлического сальника возможны следующие случаи при­ хвата труб:

именно этого случая прихвата рекомендуется дать натяжку вто­ рому ряду труб и, если они свободны, то следует закачать воду и извлечь их полностью. При заполнении водой затрубного про­ странства невыход циркулирующей жидкости — признак прихва­ та труб первого ряда. В таких случаях во избежание уплотне­ ния пробки не рекомендуется создавать большие давления с целью продавки песчаной пробки в пласт.

Если затрубное пространство не заполняется водой, причина прихвата труб заключается в сломе колонны, через который в процессе эксплуатации поступал песок вместе с жидкостью. Прихват может быть также за счет задевания дефектной частью колонны о муфты лифтовых труб. Такие случаи наиболее часто встречаются в процессе эксплуатации скважины однорядным лифтом. Тогда рекомендуется вначале попытаться расхажива­ нием освободить их. Если это не удается, то следует приступить к отвинчиванию прихваченных труб.

И з в л е ч е н и е п е р в о г о р я д а т р у б к о м б и н и р о ­

спускают внутреннюю освобождающуюся глубинную труболовку на бурильных трубах диаметром 73 мм. Рекомендуется спускать труболовку до переводника. Труболовкой захватывают, отвин­ чивают и извлекают 114-мм трубы.

После подъема труб диаметром 114 мм и 89 мм (если тако­ вые имеются), а также переводников, расхаживанием или от­ винчиванием извлекают хвостовик первого ряда труб. Для уско­ рения работ практикуется метод одновременного извлечения с предварительной промывкой затрубного пространства между хвостовиком и стенками эксплуатационной колонны. Этот метод заключается в следующем.

В скважину спускают направление диаметром 114 мм, длина которого может быть различной и определяется условиями ра­ боты в каждом отдельном случае. На нижнюю трубу навинчи­ вают торцовый фрезер. На этом же направлении после первой трубы или выше ее устанавливают ловильный инструмент. На практике широко применяют установку наружной освобождаю­ щейся труболовки механического или гидравлического действия с плашками для захвата под муфту.

Необходимо перед началом промывки инструмент остановить выше конца оставшихся в скважине труб на 3—5 м, восстано­ вить циркуляцию, затем постепенно спускать фрезер в скважи­ ну. Оставшиеся трубы, входящие в 114-мм трубы, накрывают, после чего размывают песчаную пробку на всю длину рабочей

трубы. Затем промывку ведут до полного выноса размытого песка из скважины, так как наращивание труб разрешается лишь тогда, когда скважина промыта до чистой воды. В против­ ном случае, за время наращивания песок может осесть и при­ хватить 114-мм трубы. При таких промывках вращать фрезер не рекомендуется. Если не удается размыть крепкую песчаную пробку, вращение допускается при весьма незначительных нагрузках. При чрезмерных нагрузках может произойти разрыв направления диаметром 114 мм. По окончании.промывки за­ хватывают, отвинчивают ловильным инструментом трубы и под­ нимают их. Если отвинтить их не удается, то следует освобо­ дить труболовку и захватить трубы несколько выше. После из­ влечения всех труб скважину промывают до забоя и обследуют конусной печатью.

И з в л е ч е н и е с п л о ш н о г о п е р в о г о р я д а труб . Если колонна первого ряда состоит только из НКТ диаметром 114 мм, способ извлечения их отвинчиванием будет несколько отличаться от способа извлечения комбинированного ряда труб. Если расхаживанием и промывкой внутри труб описанными способами освободить их от прихвата не удается, то приступа­ ют к их отвинчиванию. Первоначально освобождающуюся тру­ боловку спускают несколько выше места прихвата труб пробкой.

После отвинчивания и подъема труб извлекают оставшиеся трубы захватом за верхний конец трубы и отвинчиванием ча­ стями. Если песчаная пробка в затрубном пространстве неплот­ ная, нередко удается освободить две и больше труб. Иногда без предварительного размыва сильно уплотненной пробки освобо­ дить трубы не удается. Если прихвачены 114-мм трубы в кологоне диаметром 168 мм, эти работы протекают в следующей по­ следовательности.

^ При наличии на конце прихваченных труб муфты ее предва­ рительно отвинчивают муфтовым калибром и извлекают, затем с помощью специального трубного фрезера промывают скважи­ ну вокруг 114-мм труб. Не рекомендуется воздействие больших нагрузок на фрезер. По окончании промывки фрезер поднимают и для извлечения труб, освобожденных от пробки, спускают ловильный инструмент.

Уплотненная пробка в затрубном пространстве может быть патронной или сплошной до самого башмака труб.

Выше указывалось, что трубы могут оказаться прихвачен­ ными не только песчаной пробкой, окалиной или парафином, но также вследствие дефекта в эксплуатационной колонне (смя­ тия или слома) или наличия какого-либо постороннего предме­ та, попавшего в скважину между трубами и стенкой колонны.

Прихват труб вследствие дефекта в колонне или наличия постороннего предмета на практике устанавливают в процессе расхаживания труб. При этом их поднимают вверх или опуска­ ют вниз на какую-то определенную глубину. Во время подъема нагрузка по показаниям индикатора массы резко увеличивается,