30. Дефекты в эксплуатационных колоннах и основные причины их возникновения.
Технологии ремонта ЭК относят к ремонтно-исправительным работам, к которым можно приступать лишь после приведения в надлежащее состояние устья скв-ны (колонная головка, колонный патрубок, колонный фланец).
Ремонт заключается в исправлении дефектов внутри колонны и устранении нарушения герметичности.
Все неисправности могут быть одиночными либо множественными, располагающимися во многих интервалах колонны.
Исправлению повреждённых колонн предшествуют выявление причин повреждения и разработка мероприятий, устраняющих эти причины.
Дефекты ЭК, которые можно исправить, - смятие и слом ОК. Смятие оценивают по изменению внутреннего диаметра колонны и его длине. Если смятие по длине равно одному-двум наружным диаметрам колонны, в рез-те чего внутр-й диаметр сузился до 0,85 номинального знач-я, то его считают незначительным. Если смятие >, то его счит-т значительным.
Места смятия исправляют спец-ми инструментами - трубными оправками, оправочными долотами, грушевидными и конусными фрезерами.
Смятия явл-ся следствием несоответствия прочности обсадных труб (толщина стенки, марка стали, качество изготовления) разности действующих на колонну внутр-х и наружных давл-й.
Аномальные наружные давл-я могут возникнуть в рез-те сниж-я уровня ж-ти до критической глубины или осыпания неустойчивых пород при отсутствии надёжной крепи в кольцевом простр-ве за колонной. Причиной таких ситуаций м.б. ошибочные (недостаточно обоснованные) проектные решения, нарушения технологии строит-ва и экспл-ции скв-н, износ труб. Эти же причины приводят к образованию трещин и других дефектов. Слом колонны, как правило, - рез-тат аварии с трубами. В рез-те наруш-ся герметичность ЭК.
Классифиц-ть осн-е причины нарушения герметичности можно по признакам: 1. механич-е разрушение труб (слом, трещины, дефект в рез-те истирания); 2. коррозия труб (внутренняя и наружная); 3. нарушения резьбовых соединений.
Проявление нарушений герметичности связано с возрастом скв, интервалами глубин, состоянием крепи (прочности цементного камня за колонной, его сцеплением с породой и металлом), хар-ром выполненных ПРС и кол-вом СПО, использ-ем АКЖ в межтрубном простр-ве (м/у колоннами НКТ и ЭК, оборудованных пакером).
Нарушения в первые годы работы определяют качественные критерии скв-ны и могут быть результатом несоответствия проектных решений условиям разработки месторождений (конструкция, материалы, технические мероприятия) или несоблюдения технологии строительства скв-ны.
Возможные причины наруш-я герметичности: 1. отсутствие или разрушение цементного камня за колонной; 2. механич-е нагрузки в период ремонта и СПО; 3. влияние кислорода, сероводорода и блуждающих токов, что проявл-ся в локализации коррозионного процесса.
Возможные мероприятия по предотвращению нарушения герметичности:
А) на стадии проектирования
Использ-е труб из мат-ла соответствующего св-вам пл-х флюидов и конкретным геологич-м усл-ям;
использ-е в наиболее нагруженных уч-ках колонны (неустойчивые породы; отложения с содержанием О2 и сероводорода; интервалы с доступом кислорода и поверхн-х вод) труб повышенной прочности и герметичности с учётом профиля скв;
использ-е тампонирующих мат-лов с а/к св-вами, повышенной прочности и прониц-ти, не разрушающихся со временем применительно к конкретным усл-ям разработки;
использ-е в составе колонны труб из антикоррозионных мат-лов;
совершенствование оснастки ОК;
утяжеление и усложнение конструкции скв (кол-во колонн, вел-на зазоров) на наиболее сложных уч-ках мест-й;
применение щадящих сп-бов вторичного вскрытия продуктивных пластов;
изоляция водоносных горизонтов высокого давл-я (а возможно и неустойчивых) до спуска ЭК.
Б) на стадии эксплуатации (при условии качественного выполнения проектных решений):
обработка нагнетаемых вод ингибиторами коррозии;
использ-е эфф-х АКЖ (на нефтяной основе, с добавкой бактерицида);
обеспечение герметич-ти спущенных в скв-ну НКТ;
катодная защита скв-н, нах-щихся в зоне блуждающих токов.
Рис. 11.3. Схема ликвидации перетекания воды ч/з СО
Обозначения: Н- нефтяной пласт ВВ –вода верхняя, ВН – вода нижняя, ВП- вода подошвенная. 1 – канал доставки тампонирующей смеси, 2 – перекрывающее устройство, 3 – заливочная колонна.
При изоляции перетоков с сильным напором воды применяют способ создания цементных поясов вокруг ЭК, м/у источником обводнения и эксплуатационным объектом или дефектом в колонне. Пояса создают м-дом цементирования под давл-ем с оставлением цементного стакана ч/з СО, перфорированными м/у источником обводнения и зоной поступления воды в скв-ну.
Если дефект колонны нах-ся в зоне водоносного пласта, его используют вместо СО и изоляционный материал нагнетают ч/з дефект непосредственно в пласт. В случае проникновения нижней воды в скв-ну ч/з цементный стакан, башмак или дефект зумпфа скв-ны, то негерметичный стакан следует разбурить, интервал нарушений промыть и в этом интервале установить новый цементный мост способом цементирования без давл-я. В случае проникновения чуждой воды из соседней скв-ны, цементируют под давл-ем ч/з отверстия фильтра скв-ну -обводнительницу.
Подошвенную воду изолируют теми же способами цементирования, что и нижнюю. При этом следует учитывать, что подошвенная вода может проникать в зону фильтра ч/з поры породы. В этом случае создать за колонной водонепроницаемый слой, пересекающий конус обводнения, стандартными технологиями и цементом затруднительно. Иногда целесообразно цементирование под давл-ем производить ч/з отверстия, перфорированные в интервале нефтяного контакта.
Наращивание цементного кольца за обсадной колонной.
В случае отсутствия цемента за обсадными колоннами необходимость ремонта по его наращиванию вызвана требованиями охраны недр и окружающей среды. Цель ремонта - предотвращение перетоков пластовых и закачиваемых жидкостей из пласта в пласт и выхода их на поверх-ть, а также защита колонны от коррозии агрессивными пластовыми жидкостями.
Наращивание цементного кольца за ЭК-й производят путем закачивания цементного раствора ч/з СО или нарушения колонн (прямое цементирование) и с устья – в межколонное простр-во (обратное цементирование).
Перед наращиванием цемента из заколонного простр-ва в интервале наращивания удаляют имеющийся там раствор и обломки породы. Зону поглощения ликвидируют путем намыва инертных наполнителей соответствующей концентрации или высоковязких смесей на основе полимеров.
Порядок работ при наращивании цементного кольца: 1) установка отсекающего моста или изоляция фильтровой части другими методами; 2) прострел отверстий в нижней части интервала цементирования; 3)вызов циркуляции и промывка интервала цементирования; 4) продавливание в интервал цементирования расчетного объема раствора; 5) ОЗЦ и определение наличия цемента в заданном интервале. Оставшийся в колонне цемент разбуривают, колонну проверяют на герметичность.
Изоляция пластов с пресными водами и проявлений на устье скв-ны воды, нефти, газа.
Питьевые воды и воды для хозяйственных нужд условно объединены понятием «пресные» и подлежат охране. Они содержатся в верхних горизонтах. В процессе бурения разделение м/у горизонтами с пресными и минерализованными водами нарушается искусственно. С целью сохранения и предотвращения осолонения, интервалы с содержанием пресных вод изолируют спуском и цементированием кондуктора.
Иногда прихваченную колонну освобождают путем ее промывки ч/з трубы меньшего диаметра (промывочные). Во избежание заклинивания колонны промывочных труб перед спуском колонну прихваченных труб проверяют шаблоном. Трубы меньшего диаметра спускают внутрь прихваченных НКТ и вымывают из них песок. Затем промывают пробку на 2-3 метра ниже башмака и при таком положении ведут промывку до тех пор, пока песчаная пробка вокруг прихваченных труб не разрушится. В завис-ти от плотности пробки применяют промывку прямую или обратную. Более эфф-но в кач-ве промывочных использовать непрерывную колонну гибких труб, низ кот-й оснащен промывочными у-вами или бурами. Иногда промывку сочетают с вращением промывочных труб ротором
Если прихваченную колонну труб м-дом расхаживания и промывки освободить не удается, то верхнюю не прихваченную часть труб отсоединяют от прихваченной колонны и извлекают на пов-ть. Отсоединение производят отворотом или резанием. (В исключительных случаях обрывом).
Если резьбовые соединения труб сильно закреплены, применяют торпедирование небольшим зарядом взрывчатого в-ва с пом-ю торпед из детонирующего шнура.
Для захвата и соединения оставшихся в скв-не прихваченных труб и их извлечения, в скв-ну спускают соответствующие захватные инструменты (калибр, метчик, колокол , труболовка и др.) на ловильных трубах с левой резьбой. Типоразмер захватных инструментов должен соответствовать состоянию, расположению и характеристике верхнего конца («головы») оставшейся в скв-не колонны труб.
Если оборванный конец труб (голова) неровный и препятствует соединению захватным инструментом, то его (голову) необходимо исправить. Исправление заключ-ся в срезании и обработке соответствующими режущими и фрезерными инструм-ми разорванных концов трубы.
Устройства для отворота труб спускают в скв-ну с прикрепленным к его нижнему концу ловителем, на колонне труб с правым направлением резьбы. Ловитель сажается на залавливаемые трубы, вращением колонны вправо прижимается к ним, происходит зацепление. С пом-ю больших крутящих моментов, направленных влево трубы раскрепляются и отворачив-ся.
Для упрощения операции отсоединения, вместо отворота колонну труб отрезают, для чего используют наружные и внутренние труборезки. Их спускают на конце колонны бурильных или насосных труб, колонну разрезают в заданном сечении путем вращ-я труборезки. Отрезанную часть колонны труб промывают и извлекают на пов-ть.
Трубы, прихваченные застывшим цементом. разрушение застывшего цемента производят спец-ми коронками или башмачными фрезерами с торцовыми зубьями. После разруш-я цемента на интервал одной трубы, коронку поднимают, а в скв-ну спускают бурильные трубы с левой резьбой. Освобожденную от цемента трубу отвинчивают и извлекают на пов-ть. Разрушают цемент обычно по телу трубы, а муфты вылавливают отдельно колоколами или наружными труболовками
Деформированные трубы и ленты захватывают наружными ловителями, т.к. при захвате внутренними образуются в ловимых трубах продольные разрывы.