Последоват-ть работ у-ва типа Дорн без опоры на колонну. (см.Рис)
а – спуск у-ва в скв;
б – положение пластыря относит-но повреждённого уч-ка колонны;
в – положение дорнирующей головки после окончания работы силовых цилиндров, обеспечивающих сцепление пластыря с ОК;
г – процесс дорнирования (расширения) протягиванием устройства талевой системой;
д – подъём устройства на поверхность.
32. Способы строительства боковых стволов в бездействующих скв-х.
Восстановление бездействующих нефт-х и газовых скв-н строит-вом боковых стволов (БС) наклонно-направленных (БНС) и горизонтальных (БГС) позволяет возродить нерентабельные месторожд-я, ввести в работу скв-ны, в кот-х другие виды ремонта технически не выполнимы или нецелесообразны экономически. Технология строит-ва новых боковых ответвлений из старых стволов позволяет ув-ть конечный коэф-т нефтеотдачи пластов, сократить число скв-н для уплотнения сетки разработки на поздней стадии эксплуатации, снизить затраты на разр-ку месторожд-й и нарастить извлекаемые запасы.
Основные этапы строит-ва ответвлений:
1.Определение глубины начала бурения бокового ответвления, варианта строительства и способа выхода из восстанавливаемой скв-ны.
2.Набор кривизны и выход из ствола восстанавливаемой скв-ны в заданном направлении.
3. Бурение нового ответвленного ствола.
4. Заканчивание скв-ны.
Интервала, из кот-го начинается боковое ответвление, д.б. без осложнений, сложенный породами не склонными к осыпанию. Желательно чтобы точка отклонения была на максимально возможной глубине.
Подготовительные работы: а) демонтаж наземного и скв-нного оборудования, б) монтаж буровой установки и противовыбросового оборудования, в) обследование и исследование восстанавливаемой скв-ны.
Ниже интервала выхода (забуривания) боковых ответвлений ствол скв-ны подлежит ликвидации путем установки цементных мостов. Мост в интервале набора кривизны устанавливают для создания искусственного забоя, из которого работают отклоняющие у-ва. После установки моста колонну проверяют на герметичность.
Строит-во дополнит-х боковых стволов в скв-х бездействующего фонда выполняют по двум вариантам:
1. из скв-ны извлечена верхняя часть эксплуатационной колонны,
2. скв-на обсажена колонной (ч/з обсадные трубы).
По второму варианту ч/з ОК (ЭК) выходят двумя способами:
- ч/з вырезанное в колонне «ОКНО» (зарезка с отклонителя),
- в интервале вырезанного УЧАСТКА колонны (вырезание секции).
1. Если строит-во бокового ответвления ведется в открытом стволе, из кот-го предварит-но извлечена верхняя часть ЭК-ны, то в этом интервале необходимо ликвидировать все имеющиеся осложнения (осыпания, водопроявления, поглощения).
Бурение бокового ствола с подъёмом ЭК осуществляют только при условии, что колонну можно извлечь с глубины ниже башмака предыдущей колонны на интервал, достаточный для набора кривизны по принятой технологии. Такие скв-ны можно бурить со средним или большим радиусом кривизны, которые хар-ся лучшим управлением азимутального отклонения и возможностью облегчения спуска ОК-ны в новый ствол.
Конструкция скв-н не меняется, т.к. новый ствол крепится колонной равной по диаметру извлечённой из скв-ны. Бурение отклоняющего интервала и проводка нового БС выполняются по технологии набора кривизны и бурения наклонно-направленных и горизонтальных скв-н (стандартное буровое оборудование и инструмент, стандартные технологии контроля).
2. Искусственный забой для выхода из колонны устанавливают с таким расчётом, чтобы вырезание ОКНА или УЧАСТКА производилось м/у муфтами ОК-ны. Строит-во ответвленных стволов в основном ведут в скв-нах, обсаженных ЭК диаметром 146 и 168 мм.
Конструкция скв-ны с новым стволом определяется, исходя из диаметра колонны, в кот-й будет буриться новый ствол.
ОКНО в колонне вырезают с помощью системы райберов и клинового отклонителя, установленного в скв-не на заданной глубине и ориентированного в проектном азимуте.
33. У-ва для отклонения бурового инструмента при строительстве боковых стволов.
Для отклонения бурового инструмента и набора кривизны (зенитного угла необходимой величины в заданном направлении) используются специальные отклоняющие у-ва. На практике применяют две основные разновидности отклоняющих устройств: 1. отклоняющие устройства в виде наклонного металлического клина, устанавливаемого и закрепляемого в стволе скв-ны якорем или другим способом. 2. искривленные направляющие устройства в виде кривых переводников или перекоса резьбовых соединений в корпусе забойного двигателя.
Для набора кривизны с малыми (20-30м) и ультрамалыми (5-10м) радиусами используют системы, приводимые в действие шарнирно сочлененным двигателем.
Устройства типа отклоняющего клина могут быть подвесными или устанавливаемыми на искусственный забой, стационарными (не извлекаемые) или извлекаемые.
Стандартный подвесной отклонитель (уибсток) представляет собой плоский или в виде желоба клин. Тип отклонителя выбирают с учетом диаметра колонны и ее состояния. Одним из распространенных являются отклоняющие устройства типа ОЗС (отклонитель забойный скв-нный) для работы в колоннах 146, 168, 219, 273 мм. Состоит из трех основных узлов: узла опоры и закрепления, отклоняющего клина и спускного клина. Отклонитель закрепляют на забое в ЭК с помощью трехплашечной системы, исключающей его проворачивание при фрезеровании труб и бурении нового ствола. Наклонная плоскость отклонителя выполнена в виде желоба с углом скоса 2,5 – 3,5 град. и длиной 2500 – 3000 мм. Спускной клин соединен с отклоняющим клином болтами. Отклонитель в сборе спускают в скв-ну на бурильных трубах. При достижении забоя скв-ны отклонитель закрепляют в колонне, срезают болты, соединяющие отклоняющий клин со спускным узлом и поднимают его на поверхность. Устанавливают устройство на забое и ориентируют в заданном направлении геофизическими методами.
Более совершенным отклоняющим устройством, предназначенным для перекрытия скв-ны при бурении ориентированного бокового ствола являются модели ОПУ (ориентируемый подвесной уибсток). Их изготавливают для отклонения ствола в колоннах 146 и 168 мм с углом отклоняющего клина 3,5 градусов.
Рис.16.1. Отклонитель конструкции института «ТатНИПИнефть»
а – в транспортном положении; б – в рабочем.
1 – переводник с клапаном; 2 – кожух; 3 – клин; 4 – ось; 5 – пружинные шайбы; 6 – манжета; 7 – штифт; 8 – канал для ж-ти; 9 – основание; 10 – якорь из профильной трубы; 11 – накладки; 12 – башмак.
В отклоняющем клиновом устройстве конструкции ТатНИПИНефть (рис.16.1) в качестве якоря использована профильная двухканальная труба. После спуска отклонителя в скв-ну на бурильных трубах его ориентируют геофизическими методами по глубине и азимуту, затем насосом (агрегат ЦА-320) создают избыточное давл-е в колонне труб. При давлении 10 МПа радиально расширяющаяся профильная стенка якоря 10 жестко фиксируется в ОК. После проверки надежности сцепления якоря отклоняющего устройства со стенкой обсадной колонны создают давл-е ж-ти в бурильной колонне до 5 МПа с одновременным ее натяжением с усилием 50 – 60 кН, вследствие чего штифты 7 крепящие кожух 2 с основанием 9 разрушаются и кожух с переводником 1 извлекается из скв-ны. После освобождения клина 3 от кожуха тарельчатые пружины 5, установленные в канале 8, поворачивают клин на оси 4, который верхним концом прижимается к стенке обсадной колонны.
Данная отклоняющая система позволяет производить выход из колонны, как роторным способом, так и с использованием забойных двигателей.
Перед спуском отклонителя колонну проверяют шаблоном.
Для отклонения бокового ствола из скв-ны с вырезанным участком колонны используют также системы, включающие специальные забойные двигатели (турбобуры, электробуры, винтовые двигатели), оборудованные стабилизаторами и отклоняющими (кривыми) переводниками. Отклоняющий переводник устанавливается между шпинделем и рабочей секцией двигателя.
В зарубежной практике используется механизм искривления, представляющий сочетание шарнирного соединения и переводника, обеспечивающий регулирование угла наклона скв-ны путём изменения давл-я циркулирующего ч/з переводник бурового раствора, которому соответствует определённая позиция угла перекоса переводника (рис.16.3). Информация о степени перекоса осей переводника в любой момент времени бурового процесса передаётся на пульт управления.
Схема вскрытия ОКНА в ОК райбером показана на рис.16.5.
Рис. 16.5. Схема вскрытия окна в ОК.
1 – колонна; 2 – труба; 3 – райбер; 4 отклонитель; 5 - цементный забой
Современные технологии позволяют осуществить выход из колонны ч/з вырезанное ОКНО за один рейс (одну операцию спуска и подъема).
В роторном бурении для вырезания окна в ЭК используется роторный отклонитель (РО) ТОБУС. Он предназначен для направленной зарезки и корректировки зенитного угла и азимута скв-ны.
Для выхода боковым стволом в интервале вырезанного УЧАСТКА обсадной колонны труборезом вырезают секцию труб длиной 6-12 м.
В отечественной практике в качестве трубореза в большинстве случаев используют вырезающее устройство УВ–114 для колонн 140 и 146 (Устройство вырезающее) и УВУ-168 (Устройство вырезающее универсальное).
Вырезающее устройство УВУ представляет собой фрезерующий инструмент, раздвижные резцы которого выдвигаются под действием давл-я п/ж. Колонна фрезеруется вращением вырезающего устройства.
В компоновку бурильной колонны с труборезом включают РЕПЕР с точным замером расстояния от репера до резцов. После спуска компоновки на глубину вырезания геофизическими методами выполняют привязку резцов относительно муфтовых соединений ЭК.
Необходимая длина вырезанного участка L должна быть больше расчётной Н
После выреза секции труб интервал промывают для удаления металлической стружки.
Для вырезания участков ОК предназначены также фрезеры колонные раздвижные.
Технология забуривания бокового ствола с помощью отклонителей в компоновке забойных двигателей (двигатели – отклонители) производится с цементного моста. Цементный мост устанавливают с таким расчётом, чтобы верхняя отметка цементного камня была выше верхней точки выреза на 10 – 15 м. Затем цементный стакан разбуривают до этой точки (рис. 16.9).
Рис. 16.9 Схема выхода с вырезанного участка
АА – верхняя часть выреза; ББ – нижняя часть выреза
Выбор варианта выхода из колонны определяется состоянием скв-ны, проектным профилем дополнительного ствола, наличием соответствующего оборудования и инструмента.
Вырезание ОКНА эфф-но в скв-х с большим углом наклона, особенно в глубоких скв-х и с выходом в направлении искривления. Маленький объем шлама, выносимого с забоя, позволяет использовать упрощенные системы очистки растворов и насосы меньшей мощности. Но необходимо хорошее качество колонны для надежного заякоривания пакеров и установки подвески хвостовика. Для правильного ориентирования необходимы системы измерений, работающие в обсаженном стволе скв-ны. Менее эффективен при зарезке против направления искривления скв-ны с большими зенитными углами.
При вырезании УЧАСТКА (секции) колонны с цементной пробки меньше шанс образования перегиба ствола в месте зарезки, определение положения отклоняющих устройств производится в открытом стволе (не требуется гироскопических инструментов), не влияет на технологию зарезки кач-во колонны, более эфф-вен при зарезке против направления искривления скв-ны. Возможны осложнения при зарезке в твердых породах и в скв-нах с большим углом наклона, большой объем шлама, требуется больше времени на фрезерование.
Последоват-ть работы у-ва Дорн с опорой на колонну.(см.рис)
а – спуск у-ва в скв;
б – положение пластыря и опорного у-ва (якоря) относит-но повреждённого уч-ка колонны;
в – положение дорнирующей головки в момент сцепления пластыря с колонной в нач-й период дорнирования;
г – полож-е в момент протяжки у-ва с отключённым опроным у-вом (якорем);
д – положение дорнирующей головки в процессе дорнирования протягиванием у-ва талевой системой;
е – подъём у-ва.
Широко распространено у-во Дорн для установки тонкостенных металлических пластырей в местах нарушений герметичности обсадных колонн в нефтяных, газовых и нагнетательных скв-нах диаметром 146 и 168мм, образовавшихся в рез-те трещин, коррозии, износа, перфорации, нарушений резьбовых соединений, селективной изоляции пластов в зоне перфорации и т.д. Разработано два типа у-в: без опоры на ОК (рис.15.4); с опорой на ОК (рис.15.5).
Работа ДОРН основана на расширении продольно гофрированной трубы до плотного контакта с ОК. Контакт достигается за счёт избыточного давл-я в полости дорнирующей головки с последующей протяжкой талевой системой. Надёжное сцепление пластыря с ремонтируемой колонной в у-ве первого типа осущ-ся за счёт силовых цилиндров, кот-е обеспеч-ют заход дорнирующей головки в пластырь в нач-й период дорнирования (расширения), а в устройстве второго типа – за счёт опоры якорей на колонну, что позволяет удерживать пластырь в нач-й период дорнирования.
Эти у-ва не рек-ся применять, когда ремонтируемая колонна сильно повреждена и может быть разорвана опорным якорем.
Дефекты в колоннах устраняют также профильными перекрывателями.
Перекрыватель представляет собой профильную двухканальную трубу с цилиндрическими концами, в кот-х с одной стороны крепится башмак с седлом под шаровой клапан, а с другой – устройство для спуска перекрывателя в скв-ну.
Перекрыватель спускают в скв-ну на колонне труб и устанавливают в зону дефекта, затем сбрасывают в трубы шар и закачивают ж-ть. В момент посадки шара в седло создаётся давл-е (16-18 МПа), под действием кот-го профильная часть перекрывателя выпрямляется и плотно прижимается к стенкам колонны.
Герметизация дефекта производится по двум технологическим схемам:
а) с развальцовыванием после выпрямления давл-ем;
б) с выпрямлением перекрывателя закачкой ТС.
установленные пластыри не извлекаются и сминаются при депрессии 6-7 МПа.
Для исключения этих недостатков в ТатНИПИнефть разработана извлекаемая потайная колонна (летучка)
Повторная герметизация резьбовых соединений и стыковочных узлов обсадных колонн заключается в применении методов докрепления обсадных труб и тампонирования под давл-ем.
Докрепление ЭК довинчиванием обсадных труб с устья скв-ны применяют в вертикальных и наклонных скв-нах для ликвидации нарушения герметичности резьбовых соединений, расположенных в свободной, т.е. не зацементированной и не прихваченной части обсадной колонны, не заклиненной посторонними предметами. Трубы докрепляют обычно ротором. Величина крутящего момента не должна превышать допустимые нагрузки на трубы, которые составляют обсадную колонну, подвергшуюся докреплению резьбовых соединений.
Тампонирование негерметичных резьбовых соединений ОК.
Скользящая заливка применяется в условиях, когда утечки в колонне незначительны (падение давл-я при опрессовке в пределах до 2 МПа), а интервалы утечки неизвестны.
В этом случае в межколонное пространство (м/у НКТ и обсадными трубами) нагнетают порцию тампонирующего раствора (объём 2-3 м3) с точно известными параметрами схватывания и твердения, который заполняет определённый интервал пространства по высоте. Затем устье скв-ны герметизируют, создают в скв-не избыточное давл-е и наблюдают за его изменением.
Если давл-е не снижается, то место утечки находится в интервале, заполненным тампонирующим раствором, если снижается – утечка вне этого интервала. В этом случае порцию раствора продвигают по межтрубному пространству в следующий интервал и испытание повторяют. Порция раствора продвигается (скользит) по интервально до тех пор, пока при создании избыточного давл-я не наблюдается его падения. Этот интервал и будет местом утечки в колонне. Падение давл-я отсутствует вследствие закупоривания каналов, ч/з которые происходила утечка, тампонирующим раствором или его фильтратом