125

Тема 9. Заканчивание скважин

Заканчивание скважины венчает весь цикл работ по ее строительству. Оно включает широкий круг вопросов, начиная от вскрытия продуктивного пласта бурением и завершая освоением и испытанием скважины.

9.1. Вскрытие продуктивного пласта бурением и виды его крепления

Вскрытие продуктивного пласта бурением весьма ответственная операция, от качества выполнения которой будет зависеть продуктивность скважины. Перед вскрытием продуктивного пласта проводится комплекс подготовительных операций, включающих приведение показателей свойств бурового раствора в строгое соответствие с регламентом и проверку бурового и противовыбросового оборудования. Продуктивный пласт должен быть вскрыт и закреплен в кратчайшие сроки, а поэтому следует исключить простои и осложнения.

Р ис. 9.1. Варианты вскрытия и крепления продуктивного пласта

Глубина вскрытия и крепление продуктивного пласта зависят от его совместимости с вышележащими и нижележащими пластами. Совместимость пластов определяется возможностью их разбуривания с промывкой буровым раствором с одинаковой плотностью. Основные варианты вскрытия продуктивного пласта и его крепления приведены на рис. 9.1.

Продуктивный пласт совместим с вышележащим и нижележащим пластом (рис. 9.1,а). Границы пласта показаны горизонтальными прямыми: кпп – кровля, ппп – подошва продуктивного пласта. Скважиной вскрывают пласты на глубину 50…100 м ниже ппп, спускают эксплуатационную колонну 1, разобщают пласты цементом 2 (цементируют) и выполняют перфорационные отверстия 5 (перфорируют). Нижняя часть скважины образует зумпф и создает определенные удобства для ее эксплуатации. В зумпфе оставляют цементный стакан 3 для надежной изоляции скважины от нижележащего пласта.

Если нижележащий пласт несовместим с продуктивным (рис. 9.1,б) то эксплуатационную колонну 1 спускают до кровли нижележащего пласта и цементируют 2. Цементный стакан 3 частично разбуривают, чтобы увеличить вскрываемую перфорацией 5 толщину продуктивного пласта.

Если вышележащий пласт несовместим с продуктивным (рис. 9.1,в), то вначале бурят скважину до кровли продуктивного пласта, спускают эксплуатационную колонну 1 и цементируют 2 ее. Затем пробуривают продуктивный пласт, крепят его короткой колонной 4 (хвостовиком), цементируют и перфорируют 5.

Если продуктивный пласт несовместим ни с вышележащим, ни с нижележащим пластами и сильно истощен, то его крепят хвостовиком 4 (рис. 9.1,г), который цементируют 5 от кровли продуктивного пласта и выше.

Если продуктивный пласт сложен прочными малопроницаемыми горными породами (рис. 9.1,д), например, известняками, то в таких горных породах эксплуатационную колонну 1 спускают в кровлю продуктивного пласта и цементируют 2, а затем продуктивный пласт вскрывают скважиной, которую и не крепят, и не цементируют.

9.2. Обсадные трубы и их соединения

Обсадные трубы выполняются цельнокатаными из сталей тех же групп прочности, что и бурильные трубы (см. раздел 4.2). Конструкции труб и их соединений показаны на рис. 9.2. Диаметр труб d от 114 до 508 мм, а толщина стенки  от 6,4 до 16 мм. Средняя длина труб около 11 м. Соединения труб резьбовые муфтовые и безмуфтовые (раструбные).

В

Рис. 9.2. Обсадные трубы:

а – муфтовые; б – безмуфтовые (раструбные)

первом случае на обоих концах трубы 1 нарезается наружная трубная резьба, а в соединительной муфте 2 соответствующая внутренняя резьба (рис. 9.2,а). Во втором случае на одном конце трубы делается высадка и в ней нарезается внутренняя трубная резьба (рис. 9.2,б).

Рис. 9.3. Основные профили резьбы обсадных труб:

а – треугольная;

б – трапецеидальная;

в - упорная

Резьбы обсадных труб конические с конусностью 1:16. Применяются три основных профиля резьб: треугольная 8 ниток на 1", трапецеидальная 5 ниток на 1" и упорная 5 ниток на 1" (рис. 9.3). Число ниток на один дюйм характеризует шаг резьбы.

Слабым элементом обсадной колонны как с точки зрения прочности на растяжение, так и герметичности является резьбовое соединение труб. Треугольная резьба наиболее технологична, но слабо удовлетворяет требованиям прочности и герметичности. Этим требованиям в большей степени удовлетворяют трапецеидальная и упорная резьбы.

Рис. 9.3. Профили резьб:

а – треугольный;

б – трапецеидальный;

в - упорный

Герметизация резьб в легких условиях работы обеспечивается за счет герметизирующих смазок, например смазка "Герметик". Для тяжелых условий работы и особенно для газовых скважин этого недостаточно. Разработаны конструкции труб повышенной герметичности за счет радиального и торцового натяга гладких поверхностей.

Радиальный наружный натяг выполняется у обсадных труб со стабилизирующими поясками, как и у бурильных труб ТБВК. Отличием является отсутствие высадки трубы внутрь и соединение муфтой, а не замком.

Радиальный внутренний натяг показан на рис. 9.4,а. Конец обсадной трубы выполнен с торовидной поверхностью, который с натягом входит в соответствующую цилиндрическую часть муфты при свинчивании труб. Кроме того, такое выполнение конца трубы создает эффект самоуплотнения под действием внутреннего давления в трубе. Вариантом такого соединения являются трубы с гладким коническим концом и с соответствующей ей поверхностью в муфте.

Торцовый внутренний натяг (рис. 9.4,б) осуществляется за счет плотного контакта торца трубы и ответной торцовой поверхности в муфте.

Торцовый наружный натяг (рис. 9.4,в) выполняется подобно натягу в замковом соединении бурильных труб. Такой вид герметизации разработан для безмуфтовых соединений обсадных труб.

Р ис. 9.4. Варианты герметизации резьбовых соединений обсадных труб