1232

^ПЕРЕХОД НА ДРУГИЕ ГОРИЗОНТЫ И ПРИОБЩЕНИЕ ПЛАСТОВ

П е р е х о д с к в а ж и н ы с о д н о г о о б ъ е к т а на э к с ­ п л у а т а ц и ю д р у г о г о п л а с т а (горизонта, пропластка), залегающего выше или ниже, производят в связи с временным или полным прекращением разработки пласта по тем или иным причинам.

Работы по переходу скважины на другие горизонты обычно осуществляют на многопластовых нефтегазовых месторождени­ ях с целью более полного охвата разработкой всех залежей и более рационального использования фонда действующих сква­ жин.

Переход на эксплуатацию нижеили вышезалегающих пла­ стов осуществляют в основном в случаях истощения или малодебитности эксплуатируемого пласта, его полного обводнения контурной водой, а также при превышении газового фактора оптимальных значений для данной залежи или по каким-либо техническим причинам.

Переход на другие горизонты по техническим причинам до­ пускается, если

1) нет возможности осуществить изоляционные работы по прекращению притока посторонних вод;

2)дальнейшая нормальная эксплуатация скважины затруд­ нена вследствие дефектов в обсадной колонне и невозможно их исправление;

3)в скважине произошли сложные аварии, ликвидация ко­ торых невозможна или экономически нецелесообразна.

Одной из главных причин, дающих основание для перехода скважины на эксплуатацию другого пласта, — истощение раз­ рабатываемого пласта, когда суточный дебит снижается до пре­ дела рентабельности.

Решение о нецелесообразности дальнейшей эксплуатации скважиной данного пласта в результате ее малодебитности по нефти и газу принимают лишь после применения в ней всех из­ вестных методов по повышению ее производительности.

П е р е х о д с к в а ж и н ы на в ы ш е з а л е г а ю щ и й г о ­ р и з о н т осуществляют в случае необходимости прекращения эксплуатации оставляемого горизонта или по техническим при­ чинам. В этих целях эксплуатируемый пласт разобщают от вновь выбранного путем создания монолитного цементного мо­ ста в колонне над оставляемым горизонтом. При этом основное внимание следует уделять изоляции оставляемого горизонта от проникновения воды (в особенности, если она высоконапорная, а переходный горизонт расположен на небольшом расстоянии от оставляемого объекта). В таких случаях используют способ цементирования под давлением через отверстия фильтра. Если же переходный горизонт находится на значительном удалении от оставляемого объекта, цементный стакан можно создавать цементированием без давления.

дений — переносом фронта нагнетания, внедрением очагов за­ воднения, усилением контроля за состоянием разработки и т. д.

Наибольшую сложность представляет перевод нефтяной скважины в нагнетательную, имеющую, как правило, более на­ пряженные рабочие параметры. К такой скважине предъявля­ ются повышенные требования к прочности и герметичности экс­ плуатационной колонны. В этих случаях работы проводят по утвержденному плану, согласованному с проектным институтом и Госгортехнадзором. В плане работ предусматривают:

проверку технического состояния эксплуатационной колонны; упрочение крепи путем доподъема цементного стакана за об­

садной колонной до устья; в случае высоких давлений нагнетания — спуск дополнитель­

ной рабочей колонны с установкой на пакер или цементирова­ нием над кровлей пласта;

оборудование устья под условия нагнетания; опрессовку на герметичность элементов скважины и обору­

дования.

РЕМОНТ СКВАЖИН, ОБОРУДОВАННЫХ

ПАКЕРАМИ-ОТСЕКАТЕЛЯМИ ОРЗ, ОРЭ

Ремонты в основном вызываются техническими условиями эксплуатации и профилактики разобщающих узлов (пакеров) и специальных устройств оборудования, необходимостью прове­ дения периодических испытаний качества разобщения пластов и смены уплотнительных элементов.

Подготовка скважины для спуска оборудования заключается в следующем:

заглушают скважину; извлекают подземное оборудование;

проверяют и очищают ствол от посторонних предметов; шаблонируют обсадную колонну шаблоном длиной не менее

2 м, диаметром не менее 140 мм для 168-мм колонны, диамет­ ром не менее 120 мм для 146-мм колонны, при этом шаблон должен свободно проходить весь ствол до искусственного забоя; спускают опрессовочный пакер, устанавливают его над ин­

тервалами и опрессовывают НКТ и колонны; очищают от продуктов коррозии и заусениц место установки

уплотнительных элементов оборудования в обсадной колонне и интервале перфорации.

Перед спуском оборудование тщательно осматривают с целью установления работоспособности узлов и деталей. При этом осо­ бое внимание уделяют состоянию уплотнительных элементов, отсутствию в рабочих каналах посторонних предметов, правиль­ ной установке промывочного канала. Рекомендуется предвари­ тельная проверка работы оборудования на устье (посадка, опрессовка, закачка, промывка и т. д.), после чего его спускают на необходимую глубину. Контроль установки ведут по замеру или по НГК.

Зарезка и бурение второго ствола — метод восстановления скважин, ремонт которых известными способами технически не­ возможен или экономически нецелесообразен. Этот метод поз­ воляет пополнять действующий фонд скважин, улучшать со­ стояние разработки залежей за счет восполнения сетки разра­ ботки путем перевода скважин из верхних горизонтов, повышать текущую нефтеотдачу, сокращать сроки извлечения остаточных запасов нефти. Кроме того, этот метод позволяет восстанавли­ вать скважины на тех участках, где по условиям и состоянию разработки пласта бурение новых сложно или нерентабельно.

Работы по зарезке и бурению второго ствола состоят из сле­ дующих основных этапов:

1)выбор интервала в колонне для вскрытия окна;

2)спуск и крепление отклонителя в колонне;

3)вскрытие окна в колонне;

4)бурение второго ствола;

5)подготовка и спуск эксплуатационной колонны или «хво­

стовика»;

6)цементирование колонны (разобщение пластов);

7)испытание колонны на. герметичность.

Выбор интервала в колонне для вскрытия окна

При выборе глубины вскрытия окна в колонне необходимо учитывать конструкцию скважины, характер залегающих пород, техническое состояние колонны и т. д.

Если в скважине предусмотрены две или несколько колонн, то интервал для вскрытия окна выбирают на такой глубине, чтобы работы производились в одной колонне в разрезе, выра­ женном глинистыми породами. В слабосцементированных пе­ сках, песчаниках, а также при отсутствии за колонной цемент­ ного кольца наблюдались случаи размыва и осыпания пород, приводивших к обвалам, прихватам инструмента ниже окна, к потере ствола. Вскрытие окна против крепких и перемежаю­ щихся мягких и крепких пород приводит к тому, что второй ствол зачастую не отходит от основного, а проходит рядом с ним, особенно когда бурение ведется при полном поглощении промы­ вочной жидкости. Такие скважины оказываются малопроизво­ дительными вследствие нарушения призабойной зоны в процессе предыдущей эксплуатации скважины основным стволом.

Спуск и крепление отклонителя в колонне

Отклонитель — инструмент, предназначенный для обеспече­ ния необходимого отклонения райберов при вскрытии окна в ко­ лонне и придающий начальное направление буровому инстру­ менту при забуривании второго ствола. Он представляет собой

плоский или желобообразный клин, спускаемый в скважину на бурильных трубах. Тип отклонителя выбирают с учетом диа­ метра колонны и ее состояния.

который состоит из трех основных узлов: узла опоры и закреп­ ления 4, клина-отклонителя 3 и спускного клина 2. Отклонитель закрепляют на забое в эксплуатационной колонне при помощи трехплашечной системы, исключающей возможность провора­ чивания его при вскрытии окна и бурении второго ствола. На­ клонная поверхность в виде желоба клина-отклонителя обеспе­ чивает направление и увеличивает площадь опоры между кли­ ном и режущим инструментом. Спускной клин соединяется с инструментом двумя болтами 5. К верхней части клина на резь­ бе крепится переводник 1 для соединения с колонной бурильных труб. Фиксация плашек в утопленном положении обеспечивается плашкодержателем, соединенным с корпусом двумя винтами 7. Узел опоры и закрепления с клином-отклонителем соединен опорными поверхностями, срезанными под углом 15 или 30° и имеющими профиль поперечного сечения в виде «ласточкина хвоста». Взаимному произвольному перемещению клина-откло­ нителя и узла опоры и закреплению также препятствует винт 6.

Вначале колонну обследуют печатью, диаметр которой дол­ жен быть на 10—12 мм меньше внутреннего диаметра колонны. Затем спускают направление (шаблон), диаметр и длину кото­ рого определяют по формулам

где D0— наибольший диаметр отклонителя, мм; L0— длина от-

клонителя, м.

После этого с помощью локатора муфт или гидравлического расширителя определяют местонахождение двух или трех муфт обсадной колонны, между которыми предполагается вскрыть

окно.

Принцип действия локатора муфт основан на том, что маг­ нитные свойства тела трубы резко отличаются от магнитных свойств на участке муфты. Поэтому при прохождении прибора

Рис. V.9. Отклонитель ОЗС

Рис. V.10. Механиче­ ский фиксатор 1ФГМ168

внутри муфтового соединения поля постоянных магнитов пере­ распределяются, в результате чего на выходе магнитного зонда появляется импульс э.д.с., записываемый на диаграмме в виде пики.

Гидрорасширитель спускают в скважину на бурильных тру­ бах и устанавливают его на 20—30 м выше предполагаемого места вскрытия окна. В колонну бурильных труб закачивают жидкость, под давлением которой резцы выходят из корпуса расширителя и упираются во внутреннюю поверхность обсадной колонны. Не прекращая закачки жидкости, гидрорасширитель осторожно опускают вниз. В месте расположения муфты резцы упираются в стык обсадных труб, что отмечается на гидравли­ ческом индикаторе массы. Затем прекращают закачку жидко­ сти, в результате чего резцы заходят в корпус; гидрорасшири­ тель опускают на 0,3—0,4 м и вновь закачивают жидкость, чтобы создать давление для нового выдвижения резцов. Место­ положение последующих муфт определяют в том же порядке. Гидравлический расширитель извлекают из скважины и создают цементный стакан в колонне с расчетом установки отклонителя между муфтами.

Если место установки отклонителя выбрано неправильно, то райбер в процессе вскрытия окна может попасть на муфтовое соединение, а это приведет к значительному удлинению времени зарезки, к нарушению колонны и к другим осложнениям.

Для совмещения работ по определению* местонахождения одного или нескольких муфтовых соединений эксплуатационной колонны и создания цементного стакана под отклонитель при­ меняют г л у б и н н ы й м е х а н и ч е с к и й ф и к с а т о р 1ФГМ-168 (рис. V.10). Он состоит из корпуса, узла фиксации, узлов центрирования и патрубка с ловушкой.

Корпус 1 имеет форму цилиндра с приваренными к нему на­ конечниками и ребрами. Резьба в верхней части предусмотрена для присоединения к колонне заливочных труб. Узел центри­ рования представляет собой три центрирующих пружины 9, за­ крепленные в корпусе. Узел фиксации состоит из трех заще­ лок 3, подпружиненных консольными пружинами 2 и закреп­ ленных в прорезях корпуса пальцем 4 и штифтом 5, а также поршня 6, закрепленного в корпусе установочным винтом 8. Патрубок с муфтой и ловушкой 7, соединяемые с нижним кон­ цом корпуса при помощи резьбы, служат для создания цемент­ ного стакана и улавливания поршня с целью повторного его использования.

Перед спуском отклонителя в скважину необходимо прове­ рить его размеры и основные узлы. Затем спускной клин соеди­ няют с направляющим клином с помощью болтов. Отклонитель в собранном виде на бурильных трубах медленно спускают в скважину, наблюдая за показаниями индикатора массы.

При подходе к глубине установки отклонителя скорость спуска бурильных труб замедляют и определяют глубину забоя

посадкой отклонителя с усилием 10—20 кН. После достижения забоя телескопическое устройство срабатывает, шпильки сре­ заются, а отклонитель, продолжая перемещаться вниз, закреп­ ляется плашками в колонне. Затем резкой посадкой инструмен­ та (80—100 кН) срезают болты, соединяющие отклонитель со спускным клином, и поднимают клин на поверхность.

Н а п р а в л е н н ы й с п у с к о т к л о н и т е л я . Одна из главных особенностей технологии проводки наклонно-направлен­ ных скважин роторным способом заключается в-точном ориен­ тировании отклонителя в колонне по заданному направлению (азимуту). На практике наиболее распространены следующие способы ориентирования: 1) С. В. Авилова и Ф. А. Гусейнова; 2) с помощью фиксатора направления; 3) Шаньгина — Кулигина.

По способу С. В. Авилова и Ф. А. Гусейнова спуск и уста­ новку отклонителя на забое в заданном азимуте осуществляют с помощью прибора ПВ-1, а ориентированный спуск — с по­ мощью фиксатора направления. Действие фиксатора основано на использовании внутренней стенки обсадной колонны в каче­ стве опоры, которая позволяет фиксировать отклонитель в за­ данном направлении.

гина. По отпечатку ножа на свинцовой печати аппарата и на­ правлению наклона скважины, установленному по риске на ста­ канчике с плавиковой кислотой, определяют необходимый угол поворота отклонителя вокруг своей оси.

Вскрытие окна в колонне

Для вскрытия окна в колонне, через которое в последующем предполагается забурить второй ствол, применяют комплект трех фрезеров-райберов типа ФРС. Райберы имеют форму усе­ ченного конуса с продольными зубьями, усиленными пластина­ ми из твердого сплава, приваренные стержневым чугуном.

В целях ускорения процесса вскрытия окна в колонне вме­ сто комплекта трех фрезеров-райберов типа ФРС применяют комбинированный райбер, райбер-фрезер типа РПМ и другие, обеспечивающие за один рейс полное вскрытие окна в колонне.

К о м б и н и р о в а н н ы й р а й б е р (рис. V. 11) состоит из трех секций, соединенных между собой. Секции имеют различ­ ные диаметры (Du D2 и D3) и длины (/ь /2 и /з) и по мере сра­ ботки могут быть заменены.

колонну с момента соприкосновения его с верхним концом от­ клонителя. Вторая секция k с углом наклона а2=1°30/ расши­ ряет окно, протертое первой секцией. Третья секция, имеющая

цилиндрическую форму, предусмотрена для обработки стенки окна.

Все боковые поверхности секций райбера армированы плас­ тинками из твердого сплава. Угол встречи зуба с колонной в момент резания составляет 10°. Колонна протирается не одно­ временно всей поверхностью зуба райбера, а по мере углубле­ ния, что облегчает условия работы райбера и бурильной колон­ ны. Торцовая часть райбера также усилена пластинками из вы­ сокопрочного твердого сплава.

Для циркуляции промывочной жидкости в процессе вскрытия окна в секциях имеются боковые отверстия, расположенные в шахматном порядке. Конструкция райбера — разборная.

Р а й б е р - ф р е з е р т и п а РПМ (рис. V.12) предназначен для вскрытия окна в колоннах диаметром 146—273 мм. На ци­ линдрической и конической поверхностях корпуса прорезаны пазы и запрессованы каскады режущих зубьев. В корпусе

предусмотрены промывочные отверстия для выхода циркуля­ ции.

При вскрытии окна комплектом из трех фрезеров-райберов работы производят последовательно, начиная с райбера № 1, имеющего наименьший размер, при нагрузке 20—30 кН и часто­ те вращения 40—60 об/мин. По мере углубления райбера час­ тоту вращения увеличивают до 50—70 об/мин при той же осе­ вой нагрузке. После вскрытия окна длиной 1,4—1,6 м от конца отклонителя, т. е. когда нижний конец райбера уже выходит из соприкосновения с колонной, частоту вращения ротора доводят до 80—90 об/мин, а осевую нагрузку снижают до 10—15 кН.

Райбером № 2 при нагрузке 10—15 кН разрабатывают и расширяют интервал, пройденный райбером № 1, по 'всей длине отклонителя. Райбером № 3 обрабатывают стенки окна и обес­ печивают выход в породу при осевой нагрузке до 10 кН и час­ тоте вращения ротора 80—90 об/мин.

«Окно» считается полностью вскрытым и обработанным, когда райбер № 3 без вращения инструмента свободно проходит в него, при этом диаметр райбера сохраняется в пределах не ме­ нее 142 мм. В противном случае рекомендуется обработать окно еще одним райбером диаметром 143 мм.

При использовании комбинированного райбера и райберов типа РПМ осевую нагрузку рекомендуется поддерживать в пре­ делах 15—30 кН при частоте вращения ротора 60—90 об/мин.

Вскрытие окна производят, не превышая заданной осевой на­ грузки. Большие осевые нагрузки на райбер приводят к прежде­ временному выходу его за колонну, и окно получается укорочен­ ным. Это создает условия для возникновения и концентрации переменных по величине и по знаку напряжений в теле буриль­ ных труб, что приводит к довольно быстрому появлению уста­ лости металла и, как следствие, — к поломке бурильных труб в утолщенной части. Кроме того, затрудняется пропуск долота за колонну и оно, как правило, останавливается в окне в результа­ те образования «мертвого» пространства — необработанной стенки колонны, возвышающейся над нижним окончанием среза отклоняющего клина. Обработать эту выступающую часть стен­ ки райберами практически невозможно и в некоторых случаях приходится вновь спускать отклонитель, и повторять работы по вскрытию нового окна.

Во избежание этого над райбером для создания жесткости устанавливают утяжеленные бурильные трубы соответствующих размеров. Для вскрытия окна в скважинах с двумя-четырьмя клапанными и винтовыми колоннами диаметром 168 мм и более требуется длительное время и повторная проработка окна рай­ берами разных номеров. Для облегчения и ускорения этого .про­ цесса целесообразно уменьшить число рядов обсадных колонн в интервале окна отвинчиванием или торпедированием. Но вна­ чале необходимо определить длину свободной части колонны. При большой разнице в диаметрах колонн окно во внутренней