2. Подземный ремонт скважин. Виды ремонта

При эксплуатации скважин любого назначения (нефтя­ных, газовых, нагнетательных и др.), так же, как и при эксплуатации любого другого инженерного сооружения, не­обходимо периодически их ремонтировать. Комплекс ра­бот, связанных со спуском в скважины и подъемом труб, штанг, насосов или каких-либо инструментов, называется подземным ремонтом.

Подземный ремонт скважин в зависимости от вида и слож­ности работ условно разделяют на текущий и капитальный.

Текущий ремонт.

К текущему подземному ремонту относятся: замена насо­сов, замена труб и штанг или изменение характера их под­вески, очистка скважин от песчаной пробки, несложные ловильные работы (ловля оборвавшихся штанг и других пред­метов в колонне насосно-компрессорных труб). Эти работы выполняют бригады по подземному ремонту скважин, орга­низуемые на каждом предприятии по добыче нефти и газа.

Рассмотрим операции по очистке ствола скважин от пес­чаных пробок.

Нормальная эксплуатация скважин иногда нарушается вслед­ствие образования песчаных пробок на забое. Для возобнов­ления эксплуатации скважины, в которой образовалась пес­чаная пробка, следует удалить весь скопившийся песок. В неглубоких скважинах песчаные пробки небольшой мощнос­ти в основном удаляют желонками.

Обычная желонка представляет собой трубу диаметром 75—100 мм с тарельчатым или шариковым клапаном на ниж­нем конце и с дужкой для прикрепления каната на верхнем. Длина такой трубы обычно не превышает 8—12 м.

Желонку спускают в скважину на канате. Когда до проб­ки остается 10— 15 м, тормоз лебедки отпускают и желонка под действием силы тяжести ударяется о песчаную пробку. При этом клапан открывается, и некоторое количество песка входит в желонку. Для большего наполнения желонки ею несколько раз ударяют о пробку. Чтобы опорожнить желон­ку, ее надо поставить клапаном на какой-либо острый стер­жень, укрепленный в полу буровой; при этом клапан откро­ется и из желонки выйдет вся грязь.

Кроме простой желонки используются желонки поршне­вого действия, в которых захват песка с забоя скважины происходит в результате создания вакуума в ее рабочей по­лости при движении поршня вверх. Применяют также авто­матические желонки, принцип действия которых основан на создании резкого перепада давления на забое скважины и в рабочей полости желонки.

Очистка ствола скважины от песчаных пробок желонка­ми — длительная и малоэффективная операция: за каждый рейс желонки на поверхность извлекается небольшое коли­чество песка. Кроме того, при этом изнашивается канат, портится эксплуатационная колонна в результате трения об нее каната. Предпочтительнее удалять песчаную пробку из скважины промывкой.

Способ ликвидации песчаных пробок в скважинах про­мывкой их водой или нефтью заключается в следующем. В скважину до пробки спускают колонну промывочных труб. Через эти трубы или по затрубному пространству под давле­нием прокачивается жидкость. Под действием струи пробка размывается. Размытая порода вместе со струей жидкости поднимается по кольцевому пространству между эксплуата­ционной колонной и колонной промывочных труб или непос­редственно по трубам.

Способ промывки, при котором промывочная жидкость нагнетается в трубы, а смесь размытой породы и жидкости выходит на поверхность по межтрубному пространству меж­ду обсадной колонной и промывочными трубами, называется прямой промывкой. При обратной промывке промывочная жидкость нагнетается в кольцевое пространство между эксп­луатационной колонной и промывочными трубами, а размы­тая порода поднимается по подъемным трубам.

В качестве промывочных труб используют обычные насосно-компрессорные трубы.

Для промывки скважин применяют передвижные насосы, смонтированные на автомашине или на тракторе и работаю­щие от их двигателя. Такие установки называются промывоч­ными агрегатами. При промывке скважин агрегат устанавли­вают непосредственно у скважины, а подачу жидкости регу­лируют переключением скоростей его двигателя.

Более сложные работы, связанные с ликвидацией аварий с подземным оборудованием (ловля и извлечение оборван­ных труб), исправлением поврежденных эксплуатационных колонн, изоляцией вод, переходом на другой эксплуатацион­ный объект, относятся к категории капитального ремонта скважин. Такие работы выполняют специализированные бригады по капитальному ремонту скважин. Эти же брига­ды обычно выполняют все операции по обработке призабойных зон (гидравлический разрыв пласта, гидропескост­руйная перфорация, кислотная обработка скважин, вибро­обработка и др.).

Капитальный ремонт.

К капитальному ремонту скважин относятся наиболее слож­ные виды подземных ремонтов, часто требующих примене­ния специального оборудования: буровых станков, турбобу­ров, бурильных труб, цементировочных агрегатов и т. п.

Наиболее характерные работы при капитальном ремонте скважин — это ремонтно-изоляционные, ремонтно-исправительные, ловильные.

Ремонтно-изоляционные работы заключаются в ликвида­ции прорыва в скважину посторонних вод: верхних или ниж­них по отношению к эксплуатируемому нефтяному горизон­ту или пропластку. Приток посторонней воды в скважину обычно ликвидируют цементированием ствола скважины в заданном интервале.

При прорыве верхних вод осуществляется цементирова­ние затрубного пространства под давлением. В случае прито­ка подошвенных вод применяют различные способы изоля­ции: обычное цементирование нижней части скважины с подъемом фильтровой зоны на вышезалегающие слои, задавливание в пласт цементных растворов, гидроразрыв пласта с последующим задавливанием в пласт реагента, образующего при взаимодействии с пластовой водой водонепроницаемую зону и т. п. Для всех видов цементирования используют тампонажный цемент такого же качества, что и при бурении. Количество воды, применяемое при затворении цемента, обыч­но составляет 40-50 % массы сухого цемента. Перед каждым цементированием предварительно рассчитывают требуемое ко­личество цементного раствора и воды, необходимой для его продавливания в пласт.

Ремонтно-исправительные работы включают в себя: ис­правление смятий, сломов и трещин в колоннах и замену испорченной части колонны.

Причины повреждения эксплуатационных колонн бывают различными. Колонна на каком-то участке может быть ослаб­лена из-за уменьшения толщины стенки трубы или дефекта в резьбовом соединении. В этом месте обязательно скажется разрушительное действие напора вод или давление породы. Резкое снижение уровня жидкости в скважине, вследствие чего внешнее давление может превысить допустимое, также может привести к повреждению колонны. Кроме того, в про­цессе эксплуатации скважины при выносе из ее призабойной зоны большого количества песка могут происходить обвалы породы, залегающей выше дренируемого пласта, что также приводит к смятию и слому колонны.

Смятые участки колонны выправляются справочными до­лотами или специальными оправками, спускаемыми в сква­жину на бурильных трубах. Если дефект в колонне устранить долотами не удается, то участок смятия офрезовывают плоскими или ко­ническими фрезерами. Вып­равленный участок укрепля­ют цементным кольцом, для чего за колонну под давле­нием нагнетают цементный раствор.

Л овильные работы по из­влечению оборвавшихся труб и упавшего инструмента за­нимают особое место в ка­питальном ремонте. Наибо­лее сложны работы по зах­вату и извлечению труб, так как колонна насосно-компрессорных труб, упавшая в скважину, при ударе о за­бой изгибается по всей дли­не и заклинивается в эксп­луатационной колонне. Кро­ме того, иногда трубы при ударе о забой ломаются в нескольких местах и распо­лагаются в скважине ряда­ми. Трубы могут также вре­заться в песчаную пробку на забое, если она имеется в скважине. Для захвата и извлечения упавших труб существует большое количество разнообразных ловильных инструмен­тов: крючки, пауки, колокола, труболовки, овершоты, метчи­ки и т. п.

Рис. 2.1 Ловитель ЛШ-1:

а — ловитель заряжен; б — штанга захвачена

На рис. 2.1 приведена схема работы ловителя ЛШ-1. Что­бы извлечь оставленные в скважине трубы после захвата их каким-либо инструментом, часто приходится прикладывать большие усилия. Поэтому при ловильных работах применяют толстостенные бурильные трубы, характеризующиеся боль­шим сопротивлением на разрыв. Подъемным механизмом при ловильных работах служит стационарная буровая лебедка или тракторный подъемник.

Работы по ликвидации скважин после прекращения их эксплуатации также относятся к капитальным подземным работам. В таких скважинах, как правило, вырезают и извле­кают спущенные в них обсадные трубы, а ствол цементиру­ют, заливают глинистым раствором или засыпают глиной (в зависимости от геологических особенностей скважины).