Реконструкция и восстановление скважин
..pdfПроверяют скважину на заполнение и определяют приемистость дефектной части крепи при установившемся режиме подачи жидкости.
Производят оценку объема отдаваемой пластом жидкости. За 3–5 сут до осуществления работ проводят лабораторный анализ тампонажного состава в условиях ожидаемых температуры и давления. Время начала загустевания тампонажного состава должно быть не менее 75 % от расчетной продолжи-
тельности технологического процесса.
При исправлении негерметичности цементного кольца, расположенного над продуктивным пластом, проводят дополнительные подготовительные операции.
Создают спецотверстия на участке высотой 1 м (5–8 отверстий) надэксплуатационнымфильтромпротив плотных пород.
Перекрывают интервал перфорации (в интервале продуктивного пласта) песчаной пробкой и сверху слоем глины высотой 1 м над песчаной пробкой или взрыв-пакером типа ВП, устанавливаемым на 2–3 м выше верхних перфорационных отверстий, но не менее чем на 2 м ниже спецотверстий.
Если тампонирование проводят через эксплуатационный фильтр, то его перекрывают песчаной пробкой из расчета, что 1 м верхней части фильтра остается неперекрытым.
Замеряют глубину установки песчаной пробки (взрывпакера).
Определяют приемистость изолируемого объекта. Спускают и устанавливают башмак заливочной колонны
взависимости от приемистости объекта:
–при приемистости 1,5 м3/(ч·МПа) – на 20 м выше спецотверстий;
–при приемистости менее 1,5 м3/ (ч·МПа) – на 1,0–1,5 м ниже спецотверстий.
Производят гидроиспытание колонны НКТ и пакера.
61
Приготавливают, закачивают и продавливают тампонажный раствор в заданный интервал:
–при приемистости скважины до 2 м3/(ч·МПа) применяют цементный раствор или его комбинацию с полимерными составами;
–при приемистости более 2 м3/(ч·МПа) предварительно снижают интенсивность поглощения с применением различных наполнителей.
По истечении установленного срока ОЗЦ проверяют эксплуатационную колонну на герметичность.
Разбуривают цементный мост. Вымывают из скважины песчаную пробку.
Оценивают качество РИР с помощью геофизических и гидродинамических методов исследований.
При исправлении негерметичности цементного кольца, расположенного ниже эксплуатационного объекта (пласта), РИР проводят через фильтр нижнего объекта или через специальные перфорационные отверстия.
Если РИР проводят через фильтр нижнего эксплуатационного объекта, башмак НКТ устанавливают на 1,0–1,5 м ниже фильтра.
Если РИР планируют проводить через специальные перфорационные отверстия, то эти отверстия простреливают или в зоне ВНК, или в интервале плотного раздела между нижним эксплуатационным и нижележащим водоносным пластами. Башмак НКТ устанавливают на 1,0–1,5 м ниже интервала специальных перфорационных отверстий. При использовании при этом пакера, его резиновый элемент устанавливают между подошвой нижнего пласта и интервалом специальных отверстий.
После окончания тампонирования удаляют излишний объем тампонажного раствора из НКТ обратной промывкой, поднимают НКТ на 50–100 м и скважину оставляют на ОЗЦ.
62
2.2. Устранение аварий, допущенных в процессе эксплуатации скважин
2.2.1. Подготовительные работы
Изучают и анализируют первичные материалы по подземному оборудованию, режиму его эксплуатации и режиму эксплуатации скважины. На основе этого составляют план ликвидации аварии. В плане предусматривают меры, предупреждающие возникновение проявлений и открытых фонтанов, а также меры по охране недр и окружающей среды.
Работы по ликвидации аварии, в соответствии с утвержденным планом, производят под руководством мастера по сложным работам и при участии мастера по ремонту скважин.
Доставляют на скважину, в зависимости от вида аварии, комплекты ловильного инструмента, печатей, специальных долот, фрезеровит.п. Ловильный инструментдолжениметь паспорта.
Для спуска ловильного инструмента для извлечения труб, как правило, используются бурильные трубы с правой или левой резьбой. При спуске ловильного инструмента все соединения бурильных труб должны закрепляться машинными или автоматическими ключами с контролем момента свинчивания.
При расхаживании прихваченных НКТ нагрузки на трубы и подъемное оборудование не должны превышать допустимый предел прочности.
Работы по освобождению прихваченного инструмента с применением взрывных устройств (торпеды, детонирующие шнуры и т.п.) проводят по специальному плану, согласованному с геофизическим предприятием.
При установке ванн (нефтяной, кислотной, щелочной, водяной) гидростатическое давление столба жидкости в скважине, включая жидкость ванны, должно превышать пластовое давление на величину, предусмотренную правилами глушения скважины. При вероятности снижения гидростатического
63
давления ниже пластового работы по расхаживанию НКТ проводят с превентором или герметизатором затрубного пространства, соблюдая меры безопасности.
2.2.2. Извлечение из скважины труб
Извлечение оборванных НКТ из скважины производят
вследующей последовательности:
спускают свинцовую печать и определяют состояние оборванного конца трубы;
в зависимости от характера и вида разрушения оборванного участка (разрыв, смятие, вогнутость краев и т.п.) спускают ловильный инструмент соответствующей конструкции для выправления конца трубы с целью последующего его захвата труболовкой.
Извлечение прихваченных цементом труб производят
вследующей последовательности;
отворачивают иподнимают свободные от цемента трубы;
обуривают зацементированные трубы трубным или кольцевым фрезером с удлинителем (включая направляющий патрубок) неменее10 м.
Фрезерование труб производят с таким расчетом, чтобы конец остающейся в скважине трубы был свободен от цемента. Фрезерование труб должно осуществляться при интенсивной промывке скважины и осевой нагрузке на фрезер не более
10–20 кН.
Вырезание бурильных труб и НКТ диаметром 73 мм производят при помощи наружных труборезов. НКТ диаметром 89 и 115 мм вырезают внутренними труборезами, а обсадные трубы – внутренними труборезами с выдвижными резцами гидравлического действия.
2.2.3. Извлечение из скважины отдельных предметов
Извлечение из скважины отдельных предметов осуществляют после предварительного обследования свинцовыми печа-
64
тями характера и места их нахождения. В качестве ловильного инструмента применяют труболовки, колокола, метчики, овершот, магнитные фрезеры, фрезеры-пауки.
Ловильные работы производят с промывкой. Извлекаемые предметы предварительно фрезеруют. В случае если предмет не удается извлечь из скважины, его фрезеруют или дробят на мелкие куски с последующим захватом ловильным инструментом и подъемом из скважины.
Канат, кабель и проволоку извлекают из скважины при помощи удочки, крючка и т.п. инструмента.
Спускаемый в скважину ловильный инструмент должен иметь ограничители, диаметр которых не должен превышать диаметра шаблона для обсадной колонны.
Решение о прекращении работ по ликвидации аварии принимает техническая служба нефтегазодобывающего предприятия по согласованию с геологической службой и Росгортехнадзором. В особо ответственных случаях это решение утверждает руководство предприятия.
2.3. Устранение аварий, допущенных в процессе бурения
В процессе бурения скважины на нефть и газ возникают различного вида аварии.
Под аварией в бурении следует понимать нарушение технологического процесса строительства скважины, вызываемое потерей подвижности колонны труб или ее поломкой с оставлением в скважине элементов колонны труб, а также различных предметов и инструментов, для извлечения которых требуются специальные работы.
Характерными поломками являются: поломки по телу или по узлам соединения бурильных, утяжеленных, ведущих, обсадных и насосно-компрессорных труб, бурильных замков, переводников; поломки забойных двигателей, амортизаторов, рас-
65
ширителей, центраторов, долот, вспомогательных и ловильных инструментов и т.д. Кроме того, в скважинах могут оставаться долота, забойные двигатели, геофизические и другие приборы и инструменты.
Часто бурильные и обсадные колонны неожиданно оказываются прихваченными или заклиненными в скважине, происходит смятие или нарушение обсадных колонн, которыми перекрывается часть ствола скважины.
Также нередки газонефтеводопроявления, которые надолго останавливают процесс строительства скважины.
Все указанные выше нарушения технологического процесса строительства скважины, для устранения которых ведутся дополнительные работы, независимо от времени, затраченного на их ликвидацию, считаются аварией в бурении.
Нарушения непрерывности технологического процесса строительства (бурения и испытания) скважины, происшедшие при соблюдении требований технического проекта и правил ведения буровых работ, вызванные явлениями горно-геологи- ческого характера, такими как поглощение, нефтегазопроявления, выбросы, осыпи, обвалы, желобные выработки, искривления ствола, открытое фонтанирование и др., а также последствия стихийных бедствий, относятся к осложнениям.
2.3.1. Классификация аварий
Аварии в скважинах происходят почти со всеми видами труб и колонн, инструментами, приборами и т.д. На сегодняшний день наиболее частотны аварии в цикле строительства скважины.
Для удобства анализа, разработки мер предупреждения и ликвидации аварий все они разделены на виды.
Вид аварий – это характерные, много раз повторяющиеся, схожие между собой, существенно не отличающиеся друг от друга аварии.
66
Аварии в бурении условно подразделяются на следующие виды: аварии с элементами колонны бурильных труб; прихват бурильных и обсадных колонн; аварии с долотами; аварии с обсадными колоннами и элементами их оснастки; аварии из-за неудачного цементирования; аварии с забойными двигателями; падение в скважину посторонних предметов; прочие аварии.
Аварии с элементами колонны бурильных труб – оставление в скважине элементов колонны бурильных труб (ведущих, бурильных и утяжеленных труб, переводников, муфт, замков, центраторов, амортизаторов, калибраторов) из-за поломок по телу на гладком участке или в зоне замковой резьбы, или по сварному шву; вследствие срыва по резьбовому соединению, а также в результате падения в скважину названных выше элементов, из-за развинчивания по резьбе или ввиду поломок спускоподъемного оборудования или инструмента, обрыва талевого каната, при подъеме на одном штропе и т.д.
Прихваты бурильных и обсадных колонн – непредвиденная потеря подвижности колонны труб вследствие прилипания под действием перепада давления; заклинивания в желобах, в местах сужений или посторонними предметами; в результате обвала, осыпания горных пород со стенок скважин.
2.3.2. Причины возникновения аварий
Основное число аварий происходит вследствие нарушения исполнителями работ требований технологии бурения и эксплуатации оборудования и инструментов, применяемых для бурения. В отдельных предприятиях по таким причинам происходит до 95 % от общего числа аварий.
Множество аварий также вызвано некачественным изготовлением инструментов, механизмов и оборудования.
Как правило, бракованные изделия спускают в скважину очень редко, так как перед спуском в скважину они подвергаются проверке. Невнимательность и небрежность при проверке
67
способствуют увеличению числа аварий с изделиями, спускаемыми в скважину. Число аварий из-за применения бракованных заводских изделий ежегодно не превышает 3–5 %.
Значительно меньший процент составляют аварии, вызванные непредвиденными обстоятельствами. Такими являются нефтегазоводопроявления, вскрытие сильнотрещиноватых пластов, текучих пород и т.д.
Причину аварий, прежде всего, необходимо искать внутри предприятия, в организации работы по строительству скважины, организации обеспечения буровой всем необходимым для проводки скважины.
Необходимо отметить, что возникновению определенного числа аварий, хотя и не очень большого, способствует несовершенство технических и технологических проектов, а также конструкция инструментов.
2.3.3. Способы ликвидации аварий в процессе бурения
Аварии с долотами – оставление в скважине долота, бурильной головки, расширителя, а также их элементов и частей.
Аварии с обсадными колоннами и элементами их оснастки – аварии со спускаемыми, спущенными и зацементированными колоннами либо с их частями, вызванные разъединением по резьбовым соединениям, обрывом по сварному шву и телу трубы, смятием или разрывом по телу трубы, падением колонны или ее части, повреждением труб при разбуривании цементного стакана, стоп-кольца, обратного клапана, направляющей пробки или неисправностью элементов оснастки низа обсадной колонны.
Аварии из-за неудачного цементирования – прихват затвердевшим цементным раствором колонны бурильных труб, на которых спускалась секция обсадных труб или хвостовик; отказ в работе и повреждение узлов подвески секции обсадной колонны, нарушающие процесс крепления и дальнейшую про-
68
водку скважины; оголение башмака, недоподъем в затрубном пространстве или оставление в колонне цементного раствора, для удаления которого требуются дополнительные работы по устранению нарушения, а также негерметичность обсадных и бурильных колонн труб, послужившие причиной некачественного цементирования.
Аварии с забойными двигателями – оставление турбобура, электробура, виброударника, винтового двигателя или их узлов в скважине вследствие поломок или разъединения с бурильной колонной.
Аварии в результате падения в скважину посторонних предметов – падение в скважину вкладышей ротора, роторных клиньев, параллелей и вкладышей ключей ПКР, челюстей ключей АКБ, кувалд, ключей, ручных инструментов, приспособлений и их частей и других предметов, с помощью которых велись работы на устье скважины или над ним.
Прочие аварии – аварии, возникающие при производстве промысловых исследований в скважине (обрывы и прихваты кабеля, приборов, грузов, шаблонов, торпед, перфораторов и других устройств, применяемых при исследовании скважин и вспомогательных работах), открытые нефтяные и газовые фонтаны; падение и разрушение вышек, морских оснований, падение элементов талевой системы (кронблок, крюкоблок); взрывы и пожары на буровых, приводящие к выходу из строя оборудования и остановке бурения.
Началом аварии считается момент ее возникновения, хотя он может быть обнаружен и позже, а окончанием аварии – восстановление условий для продолжения бурения. Авария в скважине, произошедшая в период ликвидации ранее возникшей аварии, регистрируется, но не учитывается. Время на ее ликвидацию суммируется со временем, необходимым для ликвидации первоначально возникшей аварии. Такой же порядок учета распространяется и на случаи возникновения всех последующих аварий при ликвидации первой.
69
Аварии при испытании скважины в процессе бурения (с испытателями пластов) или после окончания бурения учитываются как аварии, происшедшие при испытании скважин.
2.3.4. Ликвидация прихвата с помощью ударных механизмов
Ударные механизмы (яссы) широко применяются при ликвидации прихватов, вызванных заклиниванием, прилипаниями на большую высоту, а также обвалами. При работе с использованием ясса в зоне заклинивания разрушается связь между прихваченной частью колонны и стволом скважины. Наиболее широко применяют такие механизмы, как механический ударный (ГУМ) и вибрационный (ВУК). В каждом нефтедобывающем районе имеются яссы местных конструкций, изготовленные в мастерских или на местных заводах.
Для ускорения ликвидации возникшего прихвата в начальной его стадии целесообразно устанавливать механические ударныеустройства – яссы– вкомпоновку бурильной колонны, чтобы сразу же при обнаружении прихвата включить механизм в работу, что особенно важно при бурении восложненных условиях.
Ликвидация прихватов с помощью ударных механизмов осуществляется, когда методы ликвидации прихвата без разъединения бурильной колонны (гидроимпульс, торпедирование, ванны) не дали результата; длина извлекаемой части бурильной колонны не превышает 300 м; исключается отклонение в сторону верха прихваченной части колонны в зоне отвинчивания.
2.3.5. Аварии с долотами
Признаками аварий с долотами при роторном бурении являются неравномерное вращение, вертикальные колебания бурильной колонны, а также прекращение проходки, при электробурении – снижение показаний амперметра и отсутствие проходки, а при турбинном – остановки турбобура, а также
70